純スピン流書き込み技術を搭載した超低消費電力・縦型ゲルマニウムＭＯＳＦＥＴの創製

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13J00339
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山田 晋也 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: MBE / 純スピン流 / ホイスラー合金

研究実績の概要

本研究では，研究代表者がこれまで開発してきた『ホイスラー合金/Ge/ホイスラー合金』縦型構造の作製技術をベースとして，純スピン流を動作原理に利用した縦型GeスピンMOSFETの動作実証を目指している．本年度の研究実施状況を以下に記す．
本年度は，前年度の研究で明らかになった課題を踏まえ，Geチャネル層とFe3Si下部電極の界面電気伝導を制御するため，Ge薄膜へのドーピング効果を検討した．前年度の検討により，作製したGe薄膜は高いキャリア濃度のp型伝導を示すことが明らかになっていたことから，Ge薄膜成長時にn型不純物であるSbを同時に蒸着し，Ge薄膜のn型化による界面電気伝導の改善を検討した．Sbの蒸着セル温度を250 ºCから300 ºC変化させSbの蒸着量を制御することで，p型伝導からn型伝導への変化を観測することができた．しかし，それと同時に，Ge薄膜の結晶性の劣化を生じた．Sbの過剰供給による偏析の影響が結晶性の劣化に影響していると考えられ，偏析を最小化する新手法を検討する必要がある．

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Spin-related thermoelectric conversion in lateral spin-valve devices with single-crystalline Co2FeSi electrodes (2015)
  • 著者名/発表者名: Kento Yamasaki, Soichiro Oki, Shinya Yamada, Takeshi Kanashima and Kohei Hamaya
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8 ページ: 043003-1~4
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7567/APEX.8.043003
  • 査読あり
• [雑誌論文] A pseudo-single-crystalline germanium film for flexible electronics (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Higashi, K. Kasahara, K. Kudo, H. Okamoto, K. Moto, J. -H Park, S. Yamada, T. Kanashima, M. Miyao, I. Tsunoda and K. Hamaya
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 106 ページ: 041902-1~5
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.4906612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of magnetic and structural stabilities in high-quality Co2FeSi1-xAlx/Si heterointerfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamada, K. Tanikawa, S. Oki, M. Kawano, M. Miyao and K. Hamaya
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 ページ: 071601-1~4
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.4893608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reliable reduction of Fermi-level pinning at atomically matched metal/Ge interfaces by sulfur treatment (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kasahara, S. Yamada, T. Sakurai, K. Sawano, H. Nohira, M. Miyao and K. Hamaya
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 ページ: 172109-1~4
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.4875016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large anisotropy of Gilbert damping constant in L21-ordered Co2FeSi films (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kasatani, S. Yamada, H. Itoh, M. Miyao, K. Hamaya and Y. Nozaki
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 7 ページ: 123001-1~4
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7567/APEX.7.123001
  • 査読あり
• [学会発表] Generation and detection of pure spin currents through epitaxial Ge/Fe3Si heterostructures (2015)
  • 著者名/発表者名: Makoto Kawano, Kohei Santo, Soichiro Oki, Shinya Yamada, Takeshi Kanashima, and Kohei Hamaya
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] 単結晶Ge/Fe3Si構造を介したスピン伝導測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野 慎、山東 浩平、沖 宗一郎、山田 晋也、金島 岳、浜屋宏平
  • 学会等名: 第19回「半導体スピン工学の基礎と応用」研究会(PASPS-19)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-16
• [学会発表] Atomically Controlled Molecular Beam Epitaxy of Germanium-ferromagnetic Alloys for Spintronic Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamada and K. Hamaya
  • 学会等名: Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG)
  • 発表場所: Thailand
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Atomically controlled heteroepitaxy of Ge on a ferromagnetic Heusleralloy for a vertical-type spin transistor (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
  • 学会等名: International SiGe Technology and Device Meeting (ISTDM 2014)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04
  • 招待講演
• [学会発表] Low-temperature grown Ge1-xSnx layers on a metallic sillicide (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kawano, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
  • 学会等名: International SiGe Technology and Device Meeting (ISTDM 2014)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04