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強磁性体ナノワイヤのボトムアップ形成による低消費電力磁気メモリの研究

研究課題

研究課題/領域番号 25600034
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ナノ材料工学
研究機関北海道大学

研究代表者

原 真二郎  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50374616)

研究協力者 クラー ピーター・ジェンス  ユストゥス・リービッヒ大学ギーセン, 第1実験物理研究所, 教授
エルム マティアス・トーマス  ユストゥス・リービッヒ大学ギーセン, 物理化学研究所, 博士研究員
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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード強磁性体ナノワイヤ / 選択成長 / 3次元磁気メモリ / 強磁性体/半導体複合ナノ構造 / ボトムアップ形成 / ナノテクノロジ / 有機金属気相成長 / スピントロニクス / ナノ構造 / 強磁性体ナノ構造 / 半導体ナノテクノロジ
研究成果の概要

次世代低消費電力メモリとして期待される3次元レーストラック磁気メモリ素子応用に向け、素子を構成する横型及び縦型ナノワイヤ(NW)を実現する独自のボトムアップ作製技術を提案し、試作したNW構造の磁気物性を明らかにすると共に、電極形成のためのナノデバイスプロセス技術等を開発した。MnAs結晶面の性質から、依然強磁性体単体の縦型NWの実現は困難であるが、横型強磁性体NW、縦型強磁性体/半導体ヘテロ接合NW、横型NWスピンバルブ素子等、種々のNW構造を試作した。海外研究協力先との連携の下、外部磁場と形状磁気異方性によるNW内の磁区構造制御や、抵抗値ジャンプに対する磁化の熱的擾乱の寄与等を明らかにした。

報告書

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

    (34件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] Justus-Liebig-University of Giessen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective-Area Growth and Magnetic Characterization of MnAs/AlGaAs Nanoclusters on Insulating Al2O3 Layers Crystallized on Si (111) Substrates2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sakita, Shinjiro Hara, Matthias T. Elm, and Peter J. Klar
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 108 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4941082

    • NAID

      120005693920

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective-area Growth and Magnetic Reversals of Ferromagnetic Nanoclusters on Semiconducting Substrate for Magnetic Logic Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Hara and Keita Komagata
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi B

      巻: 252 号: 9 ページ: 1925-1933

    • DOI

      10.1002/pssb.201552083

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of Magnetic Random Telegraph Noise in Individual Arrangements of A Small Number of Coupled MnAs Nanoclusters2015

    • 著者名/発表者名
      Martin Fischer, Matthias T. Elm, Hiroaki Kato, Shinya Sakita, Shinjiro Hara, and Peter J. Klar
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.165306

    • NAID

      120005661448

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Growth of AlGaAs Nanostructures on Crystallized Al2O3 Interlayers for Semiconducting Nanowire Growth on Glass Substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sakita and Shinjiro Hara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 未定

    • NAID

      210000145362

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective-Area Growth and Magnetic Characterization of Lateral MnAs Nanowires2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kato, Shinya Sakita, and Shinjiro Hara
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 414 ページ: 151-155

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2014.09.020

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetoresistance Effects and Spin-Valve Like Behavior of An Arrangement of Two MnAs Nanoclusters2015

    • 著者名/発表者名
      Martin Fischer, Matthias T. Elm, Shinya Sakita, Shinjiro Hara, and Peter J. Klar
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 3

    • DOI

      10.1063/1.4906036

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transport Properties of Hybrids with Ferromagnetic MnAs Nanoclusters and Their Potential for New Magnetoelectronic Devices (Review Paper)2014

    • 著者名/発表者名
      Matthias T. Elm and Shinjiro Hara
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 26 号: 48 ページ: 8079-8095

    • DOI

      10.1002/adma.201403136

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Composition-Dependent Growth Dynamics of Slectively Grown InGaAs Nanowires2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kohashi, S. Hara, J. Motohisa
    • 雑誌名

      Materials Research Express

      巻: VOL.1 号: 1 ページ: 15-036

    • DOI

      10.1088/2053-1591/1/1/015036

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective-Area Growth of InAs Nanowires with Metal/Dielectric Composite Mask and Their Application to Vertical Surrounding-Gate Filed-Effect Transistors2013

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kobayashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: Vol. 6 号: 4 ページ: 045001-045001

    • DOI

      10.7567/apex.6.045001

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Axial Heterojunctions in Free-Standing Ferromagnetic MnAs/Semiconducting InAs Nanowires (Invited Lecture)2016

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Hara
    • 学会等名
      the 8th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / the 9th International Conference on Plasma-Nano Technology and Science, 08aD06I
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-03-08
    • 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] Fabrication and Characterization of MnAs/InAs Hybrid Nanowires Grown by Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (Invited Paper)2015

    • 著者名/発表者名
      Matthias Thomas Elm
    • 学会等名
      the 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015), 08.051-1A-952
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center (USA)
    • 年月日
      2015-12-17
    • 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] Backscattered Electron and Magnetic Force Microscopy Analyses of MnAs/InAs Heterojunction Nanowires2015

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Kabamoto
    • 学会等名
      the 28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2015), 12C-6-5
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural and Magnetic Characterizations of Vertical Ferromagnetic MnAs/Semiconducting InAs Heterojunction Nanowires2015

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Kodaira
    • 学会等名
      the 2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2015), D-6-3
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth and Characterization of Vertical Nanocavity Using Core-Multishell Nanowires2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Wada
    • 学会等名
      the 2015 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2015), D-4-3
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoluminescence Study of Doping-Induced Crystal Structure Transition in Indium Phosphide Nanowires2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kameda
    • 学会等名
      the 17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures (MSS-17), Mo-PM-33
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy of Hetero-Junction Nanowires between Ferromagnetic MnAs and Semiconducting InAs2014

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Kodaira
    • 学会等名
      the 27th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2014), 6B-6-3
    • 発表場所
      Hilton Fukuoka Sea Hawk (Japan)
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Design and Growth of Nanowire Nanocavity2014

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Wada
    • 学会等名
      the 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2014), PS-13-12
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center (Japan)
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of Vertical MnAs/InAs Heterojunction Nanowires (Invited Paper)2014

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Hara
    • 学会等名
      the Nano Science + Engineering Conferences, the SPIE Optics + Photonics Conferences 2014, 9174-1
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (USA)
    • 年月日
      2014-08-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Magnetic Characterization of Lateral MnAs Nanowires Selectively Grown by Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kato
    • 学会等名
      the 17th International Conference on Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-XVII), Wed-Poster-2-47
    • 発表場所
      Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (Switzerland)
    • 年月日
      2014-07-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective-Area Growth of AlGaAs Nanostructures on Al2O3/Glass Substrate2014

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sakita
    • 学会等名
      the 17th International Conference on Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-XVII), Mon-Poster-2-25
    • 発表場所
      Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (Switzerland)
    • 年月日
      2014-07-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Growth of AlGaAs Nanowires on Planar Al2O3 Layers Deposited on Si (111) and Amorphous Glass Substrates2014

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sakita
    • 学会等名
      the 2014 Material Research Society (MRS) Spring Meeting, UU3.18
    • 発表場所
      Marriott Marquis San Francisco (USA)
    • 年月日
      2014-04-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective-Area Growth of AlGaAs Nanostructures on Al2O3/Glass Substrate2014

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sakita
    • 学会等名
      the 17th International Conference on Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-XVII)
    • 発表場所
      Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (Switzerland)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic Characterization of Lateral MnAs Nanowires Selectively Grown by Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kato
    • 学会等名
      the 17th International Conference on Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-XVII)
    • 発表場所
      Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (Switzerland)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Composition-Dependent Growth Dynamics of InGaAs Nanowires in Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Kohashi
    • 学会等名
      the 2013 International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology (ISANN 2013), Thu2-5
    • 発表場所
      Sheraton Kauai Resort (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A New Growth Mode of InP Nanowires in Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy

    • 著者名/発表者名
      Shogo Yanase
    • 学会等名
      the 2013 International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology (ISANN 2013), PI-18
    • 発表場所
      Sheraton Kauai Resort (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetotransport Measurements on Individual MnAs Nanoclusters and Nanocluster Arrangements

    • 著者名/発表者名
      Martin Fischer
    • 学会等名
      the 2013 Material Research Society (MRS) Fall Meeting, U5.05
    • 発表場所
      Hynes Convention Center Boston (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Bottom-Up Formation of Vertical Free-Standing Semiconductor Nanowires Hybridized with Ferromagnetic Nanoclusters (Invited Paper)

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Hara
    • 学会等名
      the 8th International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC 2013), L1-4, p. 224
    • 発表場所
      Rio Hotel Las Vegas (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication and Characterization of Laterl MnAs Nanowires by Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kato
    • 学会等名
      the 26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2013), 7D-4-2
    • 発表場所
      ホテルロイトン札幌 (北海道札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication and Structural Characterization of Vertical Free-Standing InAs Nanowires Hybridized with Ferromagnetic MnAs Nanoclusters

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Fujimagari
    • 学会等名
      the 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2013), PS-13-6
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホークホテル (福岡県福岡市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Difference in Formation of Ferromagnetic MnAs Nanoclusters on III-V Semiconducting Nanowire Templates (Invited Paper)

    • 著者名/発表者名
      Shinjiro Hara
    • 学会等名
      the Nano Science + Engineering Conferences, the SPIE Optics + Photonics Conferences 2013, 8820-30
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Study on the Lateral Growth on GaAs Nanowires

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Wada
    • 学会等名
      the 32nd Electronic Materials Symposium (EMS-32), Fr1-12
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺 (滋賀県守山市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective-Area Growth of MnAs Nanoclusters for New Planar Magnetoelectronic Devices

    • 著者名/発表者名
      Martin Fischer
    • 学会等名
      the 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2013), P1-55, p. 101
    • 発表場所
      石川県立音楽堂 (石川県金沢市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of V/III Ration on the Growth of InGaAs Nanowires in Selective-Area MOVPE

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Kohashi
    • 学会等名
      the 40th International Sympsium on Compound Semiconductors (ISCS 2013), WeB2-2
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター (兵庫県神戸市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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