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2010 年度 自己評価報告書

次世代半導体量子ナノスピンエレクトロニクスデバイスの創製

研究課題

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研究課題/領域番号 20686002
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関東京大学

研究代表者

大矢 忍  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (20401143)

研究期間 (年度) 2008 – 2011
キーワードスピントロニクス / 量子ヘテロ構造
研究概要

本研究では、半導体デバイスでは従来用いられてこなかった電子のスピン自由度を活用して、高速かつ不揮発な半導体量子スピンエレクトロニクスデバイスを実現することを目標としている。半導体で観測される現象の中でも特に、GHz~THzの高速な物理現象である共鳴トンネル効果(量子サイズ効果)に注目し、強磁性半導体ナノ構造や半導体中に強磁性ナノ微粒子を埋め込んだ材料を用いて、共鳴トンネル効果とスピン自由度を組み合わせて、半導体ベースの超高速不揮発性メモリや再構成可能な超高速論理回路を実現することを最終目標としている。
本提案では、その中でも特に実現性が高いと期待されるスピン単安定双安定転移論理素子(Spin Monostable-Bistable transition LogicElement : Spin -MOBILE)の実現を第一の目的とする。Spin-MOBILE を用いた演算回路においては、磁化の向きを変えるだけで論理演算出力(AND, OR, NORなど)を不揮発的に書き換えることができる。その結果、従来よりも少ない素子数でコンピュータの演算回路を構成できる。本提案では、Spin-MOBILEを用いた回路を作製し、このような不揮発的な論理演算出力の書き換え動作を実証することを最終的な目的とする。Spin-MOBILEは数百GHzからTHzの大変高速な動作が可能である。さらに不揮発性を持ち合わせているため、従来の半導体デバイスでは困難であった高速かつ不揮発な動作が可能である。

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公開日: 2012-03-09   更新日: 2016-04-21  

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