| 研究課題/領域番号 |
19K04470
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
浅田 裕法 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70201887)
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| 研究分担者 |
福間 康裕 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (90513466)
仙波 伸也 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (40342555)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | IV-VI族半導体 / スピン流 / スピンホール効果 |
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| 研究実績の概要 |
今年度はBaF2(111)基板上における成長条件についてさらに詳細に検討を行った。膜厚100 nmの試料に加え、スピンホール効果に用いるスピン軌道相互作用の大きな常磁性金属においては極薄膜が用いられることから10 nmの極薄膜を作製し、原子間力顕微鏡による表面粗さの評価等を行った。その結果、SnTeにおいては100 nm、10 nmともに基板温度300℃において最も良好な結晶性が得られるとともに平均面粗さについても200℃に比べ、300℃で成長した試料において良好な結果となった。また、PbTeにおいても300℃において最も良好な結晶性が得られた。BaF2基板は劈開性基板のため電気的計測において表面段差の問題があるとともに微細加工による試料作製が困難である。そこで、今年度は昨年度の結果を基にGGG(Gadolinium Gallium Garnet)(100)基板上に直接SnTeおよびPbTeの成長を試みた。SnTeにおいてはGGG/イットリウム鉄ガーネット(YIG)上の場合と同様、SnTe(100)方向のみの膜が得られた。しかしながら、BaF2の場合と比べるとX線回折パターンのピーク強度が小さく成長条件のさらなる改善が必要である。これらの試料にNiFe(3 nm)を成膜した後、素子化することで、外部磁場の角度を変えたスピントルク強磁性共鳴実験を行った。測定したシグナルの解析を行った結果、スピンホール効果とみられる信号を検出していることがわかった。しかしながら、検出信号が小さいために定量的評価にはより詳細な検討が必要である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
素子構成を検討し、外部磁場の角度を変えたスピントルク強磁性共鳴実験を行うことでスピンホール効果とみられる信号が検出できた。今後は定量的評価を行う。また、極薄膜の成長もできたことからテラヘルツによる評価実験を実施する準備ができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
GGG基板上のPbTe, SnTeについて結晶性の向上を測るとともにキャリア制御条件について、特にPbTeにおける検討を行う。スピントルク強磁性共鳴実験においてデバイス構成をさらに検討することでより詳細に角度依存性について評価する。また、スピンホール効果の評価法としてテラヘルツを利用した手法について検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
学術講演会がオンライン開催となったためその分の費用がかからなかった。次年度、材料費として使用する。
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