半導体表面・界面におけるスピン輸送エンジニアリング

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H06089
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 安藤 裕一郎 京都大学, 工学研究科, 特定准教授 (50618361)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 半導体 / スピントロニクス / 界面 / 表面

研究成果の概要

．本研究では（A）シリコン・ゲルマニウム反転層，（B）ガリウムヒ素・インジウムヒ素系2次元電子ガス，（C）トポロジカル絶縁体表面および(D) LaAlO3/SrTiO3二次元電子ガスという4つの異なる特性を有する“表面・界面”を用いたスピン流輸送特性を解明し，その包括的理解を行った．トポロジカル絶縁体では銅をチャネルとしたスピンバルブ素子を作製し，非常に高効率なスピン流電流変換現象を検出した．この変換効率はこれまで報告されている物質の中でもっとも高い変換効率を示した．またLaAlO3/SrTiO3二次元電子ガスでは新たに強磁性体接合の近接効果に由来する異方性磁気抵抗効果を検出した．

自由記述の分野

半導体スピントロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

LSIは構成素子の微細化により高性能化を果たしてきたが，現在，様々な要因から物理的限界に直面しつつある．そのような中，電子のスピンを活用するスピントロにクスが注目されている．これまでのスピントロニクスの研究はバルク材料を対象としてきた．しかし，デバイスの微細化に伴い表面・界面の寄与・影響が顕在化している．したがって，実用レベルの微細デバイスでは表面・界面を対象としたスピントロニクス技術が極めて重要になると考えられる．本研究ではこのような界面や表面をフィールドとしたスピントロニクス技術を確立することを目的とする．