電子スピントロニクスデバイス研究調整班

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14076101
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 雅明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30192636)
• 研究分担者: 秋永 広幸 独立行政法人, 産業技術総合研究所, 主任研究員 (90221712) ; 猪股 浩一郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90323071) ; 山田 省二 北陸先端科学技術大学院大学, 新素材センター, 教授 (00262593)
• キーワード: スピントロニクス / 電子デバイス / スピン依存伝導 / トンネル磁気抵抗効果 / スピンFET / MRAM / ハーフメタ / 磁気抵抗効果

研究概要

様々な半導体スピントロニクス材料における伝導電子(または正孔)とスピンの相互作用を解明・制御し、それを利用した電子-スピントロニクスデバイスを作製する。特に、スピン依存伝導による顕著な磁気輸送特性と半導体固有の特長(キャリア濃度が可変、バンドエンジニアリング、半導体デバイスとの整合性)の両方を生かした機能デバイスを実現することを目的として研究を行った。具体的研究目標・内容としては下記の通りである。
(1)半導体をベースとした強磁性トンネル接合、強磁性グラニュラー構造、ヘテロ構造など電子-スピントロニクスデバイスの基本構造の作製技術を確立する。
(2)キャリアスピン(スピン偏極電流)の生成、注入、輸送、記憶(蓄積)、検出といったスピン機能の理解を深め解明し、制御する。
(3)さらにそれらの基本構造をベースとした電子-スピントロニクスデバイスを設計・試作し、半導体スピントロニクス基盤技術を確立する。
平成15年度には、研究会・研究打合せを実施(学生に対する学会参加旅費援助を含む)するとともに、下記の研究・調査分析を協力して行った。
・電子スピントロニクスデバイスを中心としたスピントロニクス分野の研究動向調査と分析、統括的な計画調整(田中)
・スピン注入とスピンFETを含む電子スピントロニクスデバイスの研究動向調査と分析(山田)
・不揮発性磁気メモリ(MRAM)、ハーフメタル材料を含む電子スピントロニクスデバイスの研究動向調査と分析(猪俣)
・磁性グラニュラー構造、巨大磁気抵抗効果を含む電子スピントロニクスデバイスの研究動向調査と分析(秋永)

研究成果

• [文献書誌] A.M.Nazmul, S.Sugahara, M.Tanaka: "Ferromagnetism and High Curie Temperature in Semiconductor Heterostructures with Mn-delta-doped GaAs and p-type Selective Doping"Physical Review. B67. 241308(R)-1-241308(R)-4 (2003)
• [文献書誌] S.Sugahara, M.Tanaka: "Epitaxial Growth and Magnetic Properties of MnAs/AlAs/MnAs Magnetic Tunnel Junctions on Exact (lll)B GaAs Substrates : the Effect of a Ultrathin GaAs Buffer Layer"Journal of Crystal Growth. 251. 317-322 (2003)
• [文献書誌] S.Ohya, H.Kobayashi, M.Tanaka: ""Magnetic properties of heavily Mn-doped quaternary alloy magnetic semiconductor (InGaMn)As grown on InP""Applied Physics Letters. 83. 2175-2177 (2003)
• [文献書誌] T.Kita, S.Gozu, Y.Sato, S.Yamada: "Observation of e2/h conductance steps in a side-gate point contact on InGaAs/InAlAs heterostructure"J. Superconductivity,. 16. 327-330 (2003)
• [文献書誌] N.Tezuka, N.Koike, K.Inomata, S.Sugimoto: "Single domain observation for synthetic antiferromagnetically coupled bots with low aspect ratios"Applied Physics Letters. 82. 604-606 (2003)
• [文献書誌] J.G.Sun, M.Mizuguchi, H.Akinaga: "Au/GaAs Magnetoresistive Switch Effect Devices Fabricated by Wet Etching"Japanese Journal of Applied Physics. 43(in press). (2004)