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

2011 年度 研究成果報告書

• 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

GaMnAsを中心とした強磁性半導体材料における価電子帯構造と量子デバイスに関して、様々な新たな知見を得た。GaMnAs磁気トンネル接合において、2. 6Kにおいて175%という本材料系における本温度領域での最も大きなトンネル磁気抵抗効果を得た。GaMnAs量子井戸に電極を有する3端子デバイスを作製し、量子準位と磁気電流比を制御することに成功した。スピン依存共鳴トンネル分光法を用いてGaMnAsの価電子帯構造を系統的に明らかにすることに世界で初めて成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Nearlynon-magnetic valence band of theferromagnetic semiconductor GaMnAs (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ohya, K. Takata, and M. Tanaka
  • 雑誌名: Nature Phys 巻: 7 ページ: 342-347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Valence-Band Structure of the Ferromagnetic-Semiconductor GaMnAs Studied by Spin-Dependent Resonant Tunneling Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ohya, I. Muneta, P. N. Hai, and M. Tanaka
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum-level control in a III-V-based ferromagnetic-semiconductor heterostructure with a GaMnAs quantum well and double barriers (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Ohya, I. Muneta, and M. Tanaka
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] GaMnAs-based magnetic tunnel junctions with an AlMnAs barrier (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Ohya, I. Muneta, P. N. Hai, and M. Tanaka
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 95
  • 査読あり
• [学会発表] Valence-bandstructure of the ferromagnetic semiconductor GaMnAs (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ohya, K. Takata, I. Muneta, P. N. Hai, Y. Xin, and M. Tanaka
  • 学会等名: 5th International Workshop on Spin Currents
  • 発表場所: Sendai International Center, Sendai, Japan
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Resonant tunneling spectroscopy and valence-bandpicture of the ferromagnetic semiconductor GaMnAs (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ohya, I. Muneta, K. Takata, Y. Xin, P. N. Hai, and M. Tanaka
  • 学会等名: BC-03, IEEE International Magnetics Conference(Intermag 2011)
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2011-04-26
• [学会発表] Valence-band structure of the ferromagnetic semiconductor GaMnAs investigated by resonant tunneling spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ohya
  • 学会等名: Applied Physics Society(APS) March Meeting 2011
  • 発表場所: Dallas, USA
  • 年月日: 2011-03-23
• [学会発表] Spindependent resonant tunneling in III-V-based ferromagnetic-semiconductor heterostructures (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka and S. Ohya
  • 学会等名: 55th Annual Conferenceon Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 20101114-18
• [学会発表] Spin-dependent Resonant Tunneling in III-V-based Ferromagnetic-Semiconductor Quantum Heterostructures (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ohya
  • 学会等名: 2008 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM 2008)
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Japan
  • 年月日: 2008-09-26
• [図書] Spintronic Devices Based on Semiconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka and S. Ohya, Bhattacharya P, Fornari R, and Kamimura H
  • 総ページ数: 540-562
  • 出版者: Elsevier
• [図書] IIIV and Group-IV-Based Ferromagnetic Semiconductors for Spintronics (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, S. Ohya, Y. Shuto, S. Yada, and S. Sugahara, Andrews DL, Scholes, GD and Wiederrecht GP
  • 総ページ数: 447-462
  • 出版者: Elsevier
• [図書] Properties and functionalities of MnAs/III-V hybrid and composite structures (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, M. Yokoyama, P-N. Hai, and S. Ohya
  • 総ページ数: 500
  • 出版者: Academic Press
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.cryst.t.u-tokyo.ac.jp/ohya/index.html
• [備考] プレスリリースS. Ohya, et al., Nature Phys. 7, 342-347(2011)に掲載された論文記事について、様々なメディアで報道された:「東大、様々な強磁性半導体GaMnA試料においてフェルミ準位の位置とバンド構造を系統的に解明」、日経プレスリリース、マイコミジャーナル、YAHOO! Japanニュース、chem-index、Gooマネー、東大プレスリリースなど