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エネルギー依存スピン分極率の人工的デザイン技術の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 26630123
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
研究機関東京大学

研究代表者

大矢 忍  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20401143)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードスピントロニクス / 分子線エピタキシー / 量子効果 / ヘテロ構造 / 量子井戸 / スピン依存トンネル現象 / 磁気トンネル接合 / 半導体 / 共鳴トンネルダイオード
研究成果の概要

強磁性量子へテロ構造の理想系と言える強磁性半導体を用いた系で基礎研究を進め、強磁性転移により量子効果が増強されることや量子効果により磁気異方性が変化することを初めて明らかにした。半導体Geやそれをベースとした強磁性半導体GeFe上に高品質なFe/MgO単結晶を成長できることを明らかにし、それらの系で世界で初めてトンネル磁気抵抗効果(TMR)を観測した。Fe量子井戸を有するFe/MgO/Fe/MgO/Geにおいては、200%程度の大きなTMRを得ることに成功した。電流電圧特性にFe量子井戸膜厚の変化に対する系統的な変化が見られ、Ge基板上で初めてFe量子井戸の量子効果に起因した信号が観測された。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Artificial control of the bias-voltage dependence of tunnelling anisotropic magnetoresistance using quantization in a single-crystal ferromagnet2017

    • 著者名/発表者名
      I. Muneta, T. Kanaki, S. Ohya, and M. Tanaka
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006904492

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tunneling magnetoresistance in trilayer structures composed of group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex, MgO, and Fe2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Wakabayashi, Kohei Okamoto, Yoshisuke Ban, Shoichi Sato, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 9 号: 12 ページ: 1230011-4

    • DOI

      10.7567/apex.9.123001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Spin transistors and novel spin-related quantum phenomena obtained with ferromagnetic semiconductors2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ohya and M. Tanaka (invited)
    • 学会等名
      13th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering
    • 発表場所
      The MET Hotel, Thessaloniki, Greece
    • 年月日
      2017-04-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Increase of tunneling magnetoresistance in trilayer structures composed of group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex, MgO, and Fe2017

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takiguchi, Yuki K. Wakabayashi, Kohei Okamoto, Yoshisuke Ban, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市、神奈川
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] GaMnAsにおいて観測された強磁性転移に伴う正孔のコヒーレンスの復活2016

    • 著者名/発表者名
      大矢 忍,宗田伊理也,金木俊樹,寺田 博,田中雅明 (招待講演)
    • 学会等名
      第21回スピン工学の基礎と応用(PASPS-21)
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市、北海道
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sudden restoration of the band ordering associated with the ferromagnetic phase transition in a semiconductor2016

    • 著者名/発表者名
      I. Muneta, S. Ohya, H. Terada and M. Tanaka (invited)
    • 学会等名
      EMN LasVegas Meetings
    • 発表場所
      South Point Hotel, Casino & Spa, Las Vegas, NV USA
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tunneling magnetoresistance in trilayer structures composed of group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex, MgO, and Fe2016

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okamoto, Yuki K. Wakabayashi, Wataru Ashihara, Yoshisuke Ban, Shoichi Sato, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
    • 学会等名
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids (PASPS)
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tunneling magnetoresistance in trilayer structures composed of group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex, MgO, and Fe2016

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okamoto, Yuki K. Wakabayashi, Wataru Ashihara, Yoshisuke Ban, Shoichi Sato, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
    • 学会等名
      9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids (PASPS)
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center、兵庫県、神戸市
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Modulation of the Spin Polarization of Tunneling Carriers in a Ferromagnetic Quantum Well by Injecting Carriers from a Semiconductor2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Ashihara, Yuki K. Wakabayashi, Kohei Okamoto, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会, 19p-P1-57
    • 発表場所
      東京工業大学、東京都、目黒区
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of tunneling magnetoresistance in trilayer structures composed of group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex, MgO, and Fe2016

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okamoto, Yuki K. Wakabayashi, Wataru Ashihara, Yoshisuke Ban, Shoichi Sato, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会, 20a-W241-11
    • 発表場所
      東京工業大学、東京都、目黒区
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Modulation of the Spin Polarization of Tunneling Carriers in a Ferromagnetic Quantum Well by Injecting Carriers from a Semiconductor2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Ashihara, Yuki K. Wakabayashi, Kohei Okamoto, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
    • 学会等名
      第7回低温センター研究交流会, P-35
    • 発表場所
      東京大学、東京都、文京区
    • 年月日
      2016-02-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] スピントランジスタの原理動作実証に向けた材料開拓と新規物性探索2016

    • 著者名/発表者名
      大矢 忍,金木俊樹,寺田 博,宗田伊理也,若林勇希,真藤達也,竹嶋健人,田中雅明
    • 学会等名
      日本磁気学会 第59回スピンエレクトロニクス専門研究会/第58回化合物新磁性材料専門研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくば市、茨城県
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強磁性半導体の材料開拓と強磁性発現機構の理解2015

    • 著者名/発表者名
      大矢忍、宗田伊理也、若林勇希、小林正起、坂本祥哉、竹田幸治、伴芳祐、藤森淳、田中雅明
    • 学会等名
      第1回放射光連携研究ワークショップ
    • 発表場所
      ステーションコンファレンス東京, 東京
    • 年月日
      2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Different symmetry of the magnetization-direction dependence between the impurity band and valence band in GaMnAs2015

    • 著者名/発表者名
      I. Muneta, T. Kanaki, S. Ohya, and M. Tanaka
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting, S31.00002
    • 発表場所
      Henry B. Gonzalez Convention Center, San Antonio, Texas, USA
    • 年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Different symmetry of the magnetization-direction dependence between the impurity band and valence band in GaMnAs2014

    • 著者名/発表者名
      宗田 伊理也、金木 俊樹、大矢 忍、田中 雅明
    • 学会等名
      第19回半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS19), O-14
    • 発表場所
      東京大学, 東京
    • 年月日
      2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of impurity band and valence band in GaMnAs by tunneling anisotropic magnetoresistance spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      I. Muneta, T. Kanaki, S. Ohya, and M. Tanaka
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会, 20a-S10-3
    • 発表場所
      北海道大学, 札幌
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Valence band and impurity band in GaMnAs investigated by resonant tunneling2014

    • 著者名/発表者名
      I. Muneta, T. Kanaki, S. Ohya, and M. Tanaka
    • 学会等名
      8th International Conference on Physics and Applications of Spin Phenomena in Solids (PASPS VIII), BA7
    • 発表場所
      Crystal Gateway Marriott, Washington D. C., USA
    • 年月日
      2014-07-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院工学系研究科総合研究機構大矢研究室

    • URL

      http://www.cryst.t.u-tokyo.ac.jp/ohya/entry_Pub.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 大矢研究室 論文リスト

    • URL

      http://www.cryst.t.u-tokyo.ac.jp/ohya/entry_Pub.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学 工学系研究科 総合研究機構 大矢研究室

    • URL

      http://www.cryst.t.u-tokyo.ac.jp/ohya/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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