スピンフィルター磁性ヘテロ構造の創製と集積デバイスへの応用

• 研究課題/領域番号: 23686049
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中根 了昌 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50422332)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円); 2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2012年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2011年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
• キーワード: crystal growth / spintronics / 結晶成長 / スピンエレクトロニクス / 電子・電気材料 / 電子デバイス・機器 / 量子閉じ込め

研究概要

本研究での目標であるスピンフィルター磁性ヘテロ構造を創製するために、Si基板上にエピタキシャル薄膜緩衝層を作製することがその基盤となる。この課題について特に取組み、γ-Al2O3層の電子ビーム蒸着法による作製やパルスレーザー堆積法による作製、それらに加え、意図的に酸化したSi基板上に、パルスレーザー堆積法、或いはKセルによってAl薄膜を堆積して熱により固相成長する方法もおこなった。
高速反射電子回折、原子間力顕微鏡、X線光電子分光、による評価をおこなった。これらによって、Si基板を酸化しない結晶相に近い層は作製できたが、化学量論比や緩衝層上に磁性薄膜を作製するまでには至らなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Appearance of Anisotropic Magnetoresistance and Electric Potential Distribution in Si-based Multi-terminal Devices with Fe Electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryosho Nakane, Shoichi Sato, Shun Kokutani, and Masaaki Tanaka
  • 雑誌名: Magnetics Lett 巻: 3
• [雑誌論文] Appearance of Anisotropic Magnetoresistance and Electric Potential Distribution in Si-based Multi-terminal Devices with Fe Electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryosho Nakane
  • 雑誌名: IEEE Magnetics Lett. 巻: 3 ページ: 3000404-3000404
  • DOI: 10.1109/lmag.2012.2201698
  • 査読あり
• [学会発表] Analysis of 3-terminal Hanle signals in Si-based spintronic devices (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Sato, R. Nakane, M. Tanaka
  • 学会等名: American Physical Society, Annual APS March Meeting
  • 発表場所: Baltimore convention center, Hilton Baltimore, Boltimore, Maryland, USA (C18.00007)
  • 年月日: 2013-03-18
• [学会発表] Analysis of 3-terminal Hanle signals in Si-based spintronic devices (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Sato
  • 学会等名: American Physical Society, Annual APS March Meeting, March
  • 発表場所: Boltimore, USA
• [学会発表] Materials and Devices for Semiconductor Spintronics : Si-based Spintronics (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryosho Nakane and Masaaki Tanaka
  • 学会等名: 1st Annual World Congress of Advanced Materials-2012 (WCAM2012)
  • 発表場所: Beijing International Convention Center, Beijin China, (Session 6-3)
• [学会発表] Electrical state in spin devices for nonlocal measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Nakane, S. Sato, S. Kokutani, and M. Tanaka
  • 学会等名: The 7th International Conference on Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors (PASPS VII)
  • 発表場所: Eindhoven University of Technology, the Netherlands
• [学会発表] Materials and Devices for Semiconductor Spintronics: Si-based Spintronics (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Nakane
  • 学会等名: 1st Annual World Congress of Advanced Materials-2012 (WCAM2012)
  • 発表場所: Beijin, China
  • 招待講演
• [学会発表] Electrical state in spin devices for nonlocal measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Nakane
  • 学会等名: The 7th International Conference on Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors (PASPS VII)
  • 発表場所: Eindhoven, the Netherlands
• [学会発表] 第16回半導体スピン工学の基礎と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤彰一, 中根了昌, 國谷瞬, 中雅明
  • 学会等名: (PASPS-16)
  • 発表場所: 東京工業大学博物館・百年記念館フェライト会議室, E4
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] 強磁性電極を有する半導体ベース多端子デバイスにおける電気伝導:デバイス構造が非局所信号へ与える影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤彰一, 中根了昌, 國谷瞬, 田中雅明
  • 学会等名: 第16回半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS-16)
  • 発表場所: 東京工業大学博物館・百年記念館フェライト会議室,E4(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-29