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InAs系スピントランジスタの非弾性領域での動作実証

公募研究

研究領域スピン流の創出と制御
研究課題/領域番号 21019001
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北海道大学

研究代表者

陽 完治  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (60220539)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2010年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2009年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワードマグネタイト / スピン注入 / ハーフメタル / スピネル構造 / MBE
研究概要

強磁性電極(鉄薄膜)を有する高In含有InGaAsチャンネルスピンFET(チャンネル長2μm)の室温動作においてスピン軌道相互作用のゲート電圧と思われる電流変調が見られたが、その電流変化の割合は小さく1%程度であった[1]。その後、電流ピーク位置のゲート電圧依存性やそのスピン振幅のドレイン電圧依存性の解析を進め、モンテカルロシミュレーション[2]とよく一致する結果が得られた。スピン緩和が抑制されることが予測されている1次元伝導においてスピントランジスタの非弾性領域での動作を実証するためInAsナノワイヤトランジスタのプロセス開発をおこなった。ゲート電圧の変化により1.7ミクロンのチャンネル長を持つInAsナノワイヤ・スピントランジスタの大きな電流変調が室温観測できた[3]。これはモンテカルロ予測の7割程度の電流振幅であった。デバイスがジュール熱に弱くもろいため再現データを得るためのプロセス開発に時間を要したが、再現実験に成功し、最大電流ピーク幅25%の電流ピークが観測できた。(1)強磁性電極の磁化前、(2)磁化(電流方向)、(3)有効磁場方向(面内で電流に垂直)に磁化後の測定の結果、スピン軌道相互作用が効く(2)の条件のときのみ電流振動が現れ、(3)の条件にすると振動が消えることが確認された[4]。またデバイスのスケーラビリティーを保持するためバンドギャップエンジニアリングによりスピン軌道相互作用を倍増するヘテロ構造を実証した。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2011 2010 2009 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Transportcharacteristics of a single-layer graphene field-effect transistor grown on 4H-siliconcarbide2010

    • 著者名/発表者名
      Keita Konishi, Kanji Yoh
    • 雑誌名

      Physica E

      巻: 42 ページ: 2792-2795

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of pyramid morphology during InAs(001) homoepitaxy2010

    • 著者名/発表者名
      J.Bubesh Babu, Kanji Yoh
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett.

      巻: 97 ページ: 72102-72105

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SiC上のエピタキシャルグラフェンの成長と電子輸送特性2010

    • 著者名/発表者名
      陽完治、小西敬太
    • 雑誌名

      日本結晶成長学会誌

      巻: 37 ページ: 214-219

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial graphene FETs with high on/off ratio grown on 4H-SiC2010

    • 著者名/発表者名
      Kanji Yoh, Keita Konishi, Hiroki Hibino
    • 雑誌名

      Nanotechnology, 2009.IEEE-NANO 2009.9^<th> IEEE Conference on ISSN:1944-9399

      ページ: 334-336

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible Sign Reversal of Rashba Coefficient in InAs-based Heterostructures2010

    • 著者名/発表者名
      Takashi Matsuda, Kanji Yoh
    • 雑誌名

      Physica E 42

      ページ: 979-983

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic Calculation of Phase Equilibria in As-Fe-In Ternary System Based on CALPHAD Approach2009

    • 著者名/発表者名
      M.Ohno, K.Yoh
    • 雑誌名

      Materials Transactions 50

      ページ: 1202-1207

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] GaAs基板A面上のInAsナノワイヤを用いたスピンダイオードの作製2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木健司, 崔志欣, 石倉丈継、J.バベシュバブ、陽完治
    • 学会等名
      第58回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン中のp-n構造における電子の屈折について2011

    • 著者名/発表者名
      小西敬太、鄒柳民、閻子威、陽完治
    • 学会等名
      第58回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンネットワークによるバンドギャップの制御(2)2011

    • 著者名/発表者名
      鄒柳民, 閻子威, 小西敬太, 陽完治
    • 学会等名
      第58回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] InAsナノワイヤスピントランジスタの作製プロセス2011

    • 著者名/発表者名
      崔志欣、石倉丈継、鈴木健司、小西敬太、J.バベシュ、陽完治
    • 学会等名
      第58回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンにおける負の屈折率実験2010

    • 著者名/発表者名
      小西敬太, 鄒柳民, 陽完治
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンネットワークによるバンドギャップ制御の提案2010

    • 著者名/発表者名
      鄒柳民, 小西敬太, 陽完治
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム・ゲートInAs素系HEMT電気特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      崔志欣, 石倉丈継, 松田喬, 陽完治
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Sign Reversal of Rashba Coefficient in InAs-based Heterostructures2010

    • 著者名/発表者名
      松田喬, 陽完治
    • 学会等名
      2010 RCIQE International Seminar on "Advanced Semiconductor Materials and Devices
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Electronic transport properties of a single layer graphene fabricated on Si-face 4H-SiC2010

    • 著者名/発表者名
      小西敬太, 陽完治
    • 学会等名
      2010 RCIQE International Seminar on "Advanced Semiconductor Materials and Devices
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] InAs系HEMTにおける Dresselhaus 効果の歪による抑制2010

    • 著者名/発表者名
      松田喬、小西敬太、陽完治
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] マグネタイト薄膜からInGaAs/AlGaAs量子井戸へのスピン偏極率の測定2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木健司、熊野英和、江尻剛士、J.バベシュ バブJ、陽完治
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] pnp グラフェン構造における電流振動の観測2010

    • 著者名/発表者名
      小西敬太、関場亮太、工藤智人、陽完治
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] MBE成長でのInAsナノワイヤ成長に対するInフラックスの影響2010

    • 著者名/発表者名
      バブ バベシュJ、江尻剛士、陽完治
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Towards spin injection from Magnetite into InGaAs/AlGaAs quantum well2009

    • 著者名/発表者名
      江尻剛士、熊野英和、鈴木健司、J.バベシュ バブJ、陽完治
    • 学会等名
      MRS Meeting
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Possible Sign Reversal of Rashba Coefficient in InAs-based Heterostructures2009

    • 著者名/発表者名
      松田喬, 陽完治
    • 学会等名
      18^<th> International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Epitaxial graphene FETs with high on/off ratio grown on 4H-SiC2009

    • 著者名/発表者名
      小西敬太, 日比野浩樹, 陽完治
    • 学会等名
      IEEE 9th IEEE Conference on Nanotechnology
    • 発表場所
      Genova, Italy
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] InAsのホモエピタキシャルMBE成長における表面モフォロジと表面再構成2009

    • 著者名/発表者名
      J.バベシュ バブJ、江尻剛士、陽完治
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 4H-SiC基板Si面上に作製したグラフェン単層膜の電子輸送特性2009

    • 著者名/発表者名
      小西敬太、関場亮太、日比野浩樹、陽完治
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] マグネタイトからInGaAs/AlGaAs量子井戸へのスピン注入効率の測定2009

    • 著者名/発表者名
      江尻剛士、熊野英和、鈴木健司、J.バベシュ バブJ、陽完治
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 巨大スピン軌道相互作用下での反弱局在の抑制2009

    • 著者名/発表者名
      松田喬、小西敬太、陽完治
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Transport characteristics of a single-layer graphene field-effect transist or on 4H silicon carbide2007

    • 著者名/発表者名
      小西敬太, 陽完治
    • 学会等名
      14^<th> International Conference on Modulated Semiconductor Structures
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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