2018 年度研究成果報告書

磁性半導体スピントロニクスデバイスに用いる電気的磁気計測技術の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	15K04656
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	応用物性
研究機関	高知工業高等専門学校
研究代表者	赤崎達志高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 教授 (10393779)
連携研究者	入江宏宗片比呂夫
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード	スピントロニクス / 超伝導接合
研究成果の概要	接合型スピン偏極アンドレーエフ反射分光（J-SPARS）に用いる，1μm以下の微小構造を有するInMnAs磁性半導体を作製し，異常ホール効果により磁気特性の評価を行った。キュリー温度は，~ 60 Kであり，20 μm サイズの実験結果とほぼ同等であった。また，磁化容易軸が面直である点も一致した。飽和磁化に相当する異常ホール効果成分は，サイズの減少に伴い，増大していくが，600 nm以上では25 K以下で飽和傾向が見られている。保磁力もサイズを小さくすることで増大することがわかった。飽和磁化，保磁力が増大する傾向が観測され，サイズ効果が現れていると考えられる。
自由記述の分野	総合理工
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究で提案したJ-SPARSは，高度に発達した半導体微細加工技術を適用することで磁性半導体を加工し，最小で数十nm角の接合面積を有する超伝導体／磁性半導体接合を作製することで可能となる。このような微小な接合面積を正確に制御して，J-SPARSを行う試みは斬新であり，先例のないものであった。まず，J-SPARSに用いる，1μm以下の微小構造を有するInMnAs磁性半導体を作製し，異常ホール効果により磁気特性の評価を行った。その結果，微細加工を行った100nmサイズの微小InMnAs磁性半導体でも良好な磁気特性を有することが明らかになった。このことは，超伝導体／微小磁性半導体接合作製の礎となる。