強磁性合金薄膜の微小面内領域におけるスピン偏極率制御法の開発とその応用

• 研究課題/領域番号: 23656223
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 浜屋 宏平 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 准教授 (90401281)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 電気 / 電子材料 / スピントロニクス / エピタキシャル成長 / ホイスラー合金 / 分子線エピタキシー

研究概要

低温MBE法を利用して,強磁性ホイスラー合金を構成する元素(Fe, Co, Si)の結晶サイト置換を人為的に制御することで,L21-Co2FeSi (CFS)/D03-Fe3Si (FS) 2層構造を実現した.この積層薄膜を横型スピンデバイスのスピン注入電極へ応用するために独自の微細加工技術を開発し,同一基板上の微小領域内に性能の異なるスピンデバイスを作製することに成功した.高効率なスピン偏極電流の生成材料として期待されているホイスラー合金単結晶材料において,スピン偏極率の異なる薄膜を利用したデバイスを自在に配置する技術に発展すると期待される.

研究成果

• [雑誌論文] Sign determination of spin polarization in L2_1-ordered Co_2FeSi using a Pt-based spin Hall device (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, K. Masaki, N. Hashimoto, S Yamada. M. Miyata, M. Miyao, T. Kimura, and K. Hamaya
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 号: 17
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.174412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation and detection of a pure spin current using Co-based Heusler-alloy spin injector and detector: Comparison of Co2MnSi and Co2FeSi (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, M. Kawano, K. Tanikawa, H. Aoki, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
  • 雑誌名: ECS Transaction 巻: 50 (10) ページ: 245-251
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Addition of A1 to Single-Crystalline CoFe Electrodes on Nonlocal Spin Signals in Lateral Spin-Valve Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, S. Yamada. N. Hashimoto, M. Miyao, T. Kimura, and K. Hamaya
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 5 号: 6 ページ: 063004-063004
  • DOI: 10.1143/apex.5.063004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of the spin polarization for Heusler-compound thin films by means of nonlocal spin-valve measurements : Comparison of Co_2FeSi and Fe_3Si (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Hamaya, N.Hashimoto, S.Oki, S.Yamada, M.Miyao, T.Kimura
  • 雑誌名: Phys.Rev.B (Rapid Communication) 巻: 85 号: 10 ページ: 100404-100404
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.100404
  • 査読あり
• [学会発表] 低温形成ホイスラー合金を用いた純スピン流の生成・検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜屋宏平
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Control of room-temperature spin polarization in Heusler-compound Fe3-xCoxSi films grown on Si by substitution of Co for Fe (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tanikawa, S. Oki, S. Yamada, K. Mibu, M. Miyao, and K. Hamaya
  • 学会等名: The 12th Joint MMM/Intermag Conference
  • 発表場所: Chicago, U.S.A
• [学会発表] 低温形成ホイスラー合金を用いた純スピン流の生成・検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜屋宏平
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 招待講演
• [学会発表] Generation and detection of a pure spin current using Co-based Heusler-alloy spin injector and detector: Comparison of Co2FeSi and Co2MnSi (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, M. Kawano, K. Tanikawa, H. Aoki, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
  • 学会等名: PRiME 2012, ECS Pacific RIM Meeting
  • 発表場所: Hawaii, U.S.A
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] Low-temperature epitaxial growth of Co-based Heusler alloys on group-IV semiconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, S. Yamada, K. Tanikawa, M. Miyao, and K. Hamaya
  • 学会等名: The 7th International Conference on Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors
  • 発表場所: Netherlands.
  • 年月日: 2012-08-07
• [学会発表] Giant spin accumulation at room temperature in Co2FeSi/Cu lateral spin valves (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, N. Hashimoto, S. Yamada, T. Kimura, M. Miyao and K. Hamaya
  • 学会等名: Intermag2012, FU-01
  • 発表場所: Vancouver,Canada.
• [学会発表] Generation and detection of a pure spin current using Co-based Heusler-alloy spin injector and detector: Comparison of Co2FeSi and Co2MnSi (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, M. Kawano, K. Tanikawa, H. Aoki, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
  • 学会等名: PRiME 2012, ECS Pacific RIM Meeting 2012
  • 発表場所: Hawaii, U.S.A.
• [学会発表] ホイスラー合金電極を用いた純スピン流の生成と検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oki et al.
  • 学会等名: IV族スピントロニクスに関する国際WS
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] 単結晶ホイスラー合金横型スピン素子におけるスピン伝導 (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Hashimoto et al.
  • 学会等名: MMM conference
  • 発表場所: Arizona, U.S.A
• [備考]
  • URL: http://nano.ed.kyushu-u.ac.jp/~hamaya_lab/index.html