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Datta-Das型スピン FETを用いた超省エネルギー論理回路実用化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25289100
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪工業大学 (2015)
北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

山田 省二  大阪工業大学, 教育センター, 教授 (00262593)

研究分担者 土家 琢磨  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40262597)
赤堀 誠志  北陸先端科学技術大学院大学, ナノマテリアルテクノロジーセンター, 准教授 (50345667)
岩瀬 比宇麻  北陸先端科学技術大学院大学, ナノマテリアルテクノロジーセンター, 助教 (10709132)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2013年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
キーワードスピンバルブ素子 / 強磁性電極 / スピンFET論理回路 / スピンFET / スピン軌道相互作用 / インバータ / 論理回路 / スピンエレクトロニクス / 半導体ヘテロ接合
研究成果の概要

本研究では、以前、Datta-Das spin-FETに近いSV素子において得られた、高いスピン注入効率と極めて長いスピン拡散長を拠り所とし、上記spin-FET及びそれらを2個組み合わせたインバータ素子の試作とその動作確認を最終的な目標として、様々な具体的な課題解決に取り組んだ。最大の難関は、再現性の良い特性が得られる素子の試作過程での、強磁性体電極と絶縁膜(Al2O3)を介したトップゲートのプロセス確立であった。その結果以前のSV特性の完全な再現には至らなかったが、10 μm以下の強磁性体電極間隔をもつデバイスでスピン情報の伝達を確認でき、最終的にインバータ素子の原型試作まで到達できた。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Efficient Control of the Rashba Effective Magnetic Field Using Acceptor-Doped Quantum Wells2014

    • 著者名/発表者名
      D. Yamamoto and T. Tsuchiya
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 83 号: 12 ページ: 124701-124706

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.124701

    • NAID

      40020299836

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-In-content InGaAs quantum point contacts fabricated using focused ion beam system equipped with N2 gas field ion source2014

    • 著者名/発表者名
      M. Akabori, S. Hidaka, S. Yamada, T. Kozakai, O. Matsuda, and A. Yasaka
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 号: 11 ページ: 118002-118002

    • DOI

      10.7567/jjap.53.118002

    • NAID

      210000144607

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] InGaAs2次元電子ガス2層系における共鳴スピンホール効果測定2016

    • 著者名/発表者名
      山田省二、藤元章、添田幸伸、赤堀誠志
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 表面反転層高In組成InGaAs2次元電子ガス2層系におけるサブバンド構造と量子ホール効果2016

    • 著者名/発表者名
      添田幸伸、赤堀誠志、藤元章、山田省二、今中康貴、竹端寛治
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高In組成InGaAs2次元電子ガスにおけるスピンバルブ特性の結晶方位依存性2016

    • 著者名/発表者名
      添田幸伸、日高志郎、赤堀誠志、山田省二
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] In-Plane Transport Properties of MnAs/InAs/ GaAs(111)B Grown by Molecular Beam Epitaxy2015

    • 著者名/発表者名
      Md. E. Islam, C. T. Nguyen, M. Akabori
    • 学会等名
      In-Plane Transport Properties of MnAs/InAs/ GaAs(111)B Grown by Molecular Beam Epitaxy
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Spin-Orbit Coupling in Gated Wire Structures Using In0.75Ga0.25As/In0.75Al0.25As Inverted Heterojunctions2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ohori, M. Akabori, S. Hidaka, and S. Yamada
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Frontiers in Materials Science, R3-3-3
    • 発表場所
      Tokyo Japan
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nitrogen and helium gas field ion source for nanofabrication2015

    • 著者名/発表者名
      M. E. Schmidt, K. Nagahara, O. Takechi, M. Akabori, A. Yasaka, T. Shimoda and M. Mizuta
    • 学会等名
      AVS 62nd International Symposium & Exhibition 2015
    • 発表場所
      San Jose, California, USA
    • 年月日
      2015-10-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高In組成InGaAs/InAlAs2次元電子ガス2層系共鳴スピンホール効果観測の基本検討2015

    • 著者名/発表者名
      山田省二、藤元章、赤堀誠志
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] InGaAs/InAlAs2次元電子ガス2層系における分数量子ホールプラトーの痕跡2015

    • 著者名/発表者名
      山田省二、今中康貴、竹端寛治、赤堀誠志
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Traces of fractional quantum Hall plateaus in asymmetric two-dimensional bilayer system in wide In[0.75]Ga[0.25]As well2015

    • 著者名/発表者名
      S. Hidaka, H. Iwase, M. Akabori, S. Yamada, Y. Imanaka, K. Takehana
    • 学会等名
      21st International Conference of Electronic Properties of Two-dimensional Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication and characterization of gated parallel wire structures having a metamorphic InGaAs/InAlAs heterojunction with high In content2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ohori, M. Akabori, S. Hidaka, S. Yamada
    • 学会等名
      21st International Conference of Electronic Properties of Two-dimensional Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subband transport in two-dimensional electron gas bilayer system in narrow In]0.75]Ga[0.25]As well with center In[0.75]Al[0.25]As barrier2015

    • 著者名/発表者名
      K. Hu, S. Hidaka, H. Iwase, M. Akabori, S. Yamada
    • 学会等名
      21st International Conference of Electronic Properties of Two-dimensional Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cyclotron resonance in InGaAs Rashba bilayer system2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Imanaka, K. Takehana, S. Hidaka, H. Iwase, M. Akabori, S. Yamada
    • 学会等名
      21st International Conference of Electronic Properties of Two-dimensional Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中心にInAlAs障壁層をもつInGaAs2次元電子ガス2層系のサブバンド輸送2015

    • 著者名/発表者名
      胡ガイ、張儲君、日高志郎、岩瀬比宇麻、赤堀誠志、山田省二
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高In組成メタモルフィックInGaAs/InAlAsヘテロ接合を用いたゲート付細線構造の評価2015

    • 著者名/発表者名
      大堀高寛、赤堀誠志、日高志郎、山田省二
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Top-down fabrication and electrical characterization of In0.75Ga0.25As/In0.75Al0.25As quantum nanostructures2014

    • 著者名/発表者名
      M. Akabori, T. Ohori, S. Hidaka, S. Yamada, and A. Yasaka
    • 学会等名
      International Symposium on Nano - Materials, Technology and Applications
    • 発表場所
      , Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] InGaAs 2次元電子ガス2層系の サブバンド輸送解析 (2)2014

    • 著者名/発表者名
      胡ガイ,張儲君,日高志郎,岩瀬比宇麻,赤堀誠志,山田省二
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県春日井市)
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] InGaAs2次元電子ガス2層系におけるサブバンド輸送と量子ホール効果

    • 著者名/発表者名
      日高志郎、岩瀬比宇麻、赤堀誠志、山田省二、今中康貴,高増 正
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子デバイス研究会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新構造InGaAs 2次元電子ガス2層系のサブバンド輸送解析

    • 著者名/発表者名
      胡ガイ、張儲君、日高志郎、岩瀬比宇麻、赤堀誠志、山田省二
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] InGaAs2次元電子ガス2層系における量子ホール効果

    • 著者名/発表者名
      石田晋一、胡ガイ、張儲君、日高志郎、岩瀬比宇麻、赤堀誠志、山田省二、今中康貴、高増 正
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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