極限構造制御によるマルチフェロ融合スピントロ二クス

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21246050
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田畑 仁 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00263319)
• 研究分担者: 関 宗俊 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (40432439) ; 松井 裕章 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (80397752)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: マルチフェロ / スピントロニクス / 誘電体 / 磁性体 / ヘテロ接合

研究概要

究極のメモリとして、酸化物磁性半導体(ZnO)をチャネル層に、マルチフェロ酸化物のガーネット型フェライトをゲート絶縁層としたヘテロ接合素子において、MOS-FETタイプのマルチフェロゲート型スピントランジスタ試作を試みた。酸化物ヘテロ接合において、酸化物スピントロニクスのチャネル電流(電荷+スピン情報)を、強磁性強誘電体(マルチフェロ)ゲートで制御する事で、電界制御によるスピン差異運動を変調制御可能なCMOSトランジスタの優位点を活かした新タイプのデバイスのプロトタイプは、高付加価値の多値情報処理型の超高密度メモリとして、日本初のオリジナルなリコンフィギュアラブルメモリ(不揮発メモリ機能を有し、適宜情報の書き換えが可能なメモリ)への適用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Lattice strains and polarized luminescence in homoepitaxial growth of a-plane ZnO (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui and H.Tabata
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: Vol.101, Issue 23 ページ: 231901
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.4769036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heteroepitaxial growth and characterization of ZnO films onGd3Ga5O12 garnet substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ono, H .Mats ui and H .Tabata
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: Vol.112 ページ: 103530
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.4767119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metallic mesh-based terahertzbiosensing of single- and double-stranded DNA (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Hasebe, S. Kawabe, H.Matsui and H.Tabata
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: Volume 112, Issue 9 ページ: 094702
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.4761966
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Photocurrent inRh-Substituted α-Fe2O3 Thin FilmsGrown by Pulsed Laser Deposition (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Seki,H. Yamahara and H.Tabata
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol. 5, No. 11 ページ: 115801
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.5.115801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Sharp Dip Structures on Terahertz Transmission Spectra of Metallic Meshes (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hasebe, Y.Yamada,and H.Tabata
  • 雑誌名: JJAP 巻: Vol.51, No.4 ページ: 04DL03
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.51.04DL03
  • 査読あり
• [雑誌論文] The contribution of quantum confinement to optical anisotropy of a-plane Cd0.06Zn0.94O/ZnO quantum wells (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Matsui and H.Tabata
  • 雑誌名: Appl. Phys.Lett. 巻: 100 ページ: 171910
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.4707384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial thin films of p-type spinel ferrite grown by pulsed laser deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Seki,H.Tabata,H.Ohta,K.Inaba,S.Kobayashi,
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 巻: 99 ページ: 242504(3)
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.3670045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between structural and luminescent properties ofEu31-doped (2011)
  • 著者名/発表者名: W. Badalawa,H.Matsui,T.Osone, N.Hasuike, H. Harima, and H.Tabata
  • 雑誌名: J.Appl. Phys 巻: 109 ページ: 053502
  • DOI: DOI:10.1063/1.3549633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial strain-induced magnetic anisotropy in Sm3Fe5O12 thin films grown by pulsed laser deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Yamahara, M.Mikami,M.Seki,H.Tabata
  • 雑誌名: J.Mag.Mag. Mat 巻: 32 ページ: 3143-3146
  • DOI: DOI:10.1016/j.jmmm.2011.06.074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical dynamics of energy transfer from a CdZnO quantum well to a proximal Ag nanostructure (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Matsui,W.Nomura,T.Yatsui, M.Ohtsu, and H.Tabata
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: Vol. 36 N0.19
  • DOI: doi:10.1364/OL.36.003735.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-plane light polarization in nonpolarm-plane CdxZn1-xO/ZnO quantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui and H. Tabata
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 巻: 98 ページ: 261902
  • DOI: DOI:10.1063/1.3603931
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface plasmon modes guided by Ga-doped ZnO layers bounded by different dielectrics (2011)
  • 著者名/発表者名: W.Badalawa,H.Matsui,A.Ikehata,and H.Tabata
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett 巻: 99 ページ: 011913
  • DOI: DOI:10.1063/1.3608313
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.3608313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Label-free THz sensing of living body-related molecular binding using a metallic mesh (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Hasebe, Y. Yamada, and * H .Tabata,
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res. Comm 巻: 414 ページ: 192-198
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21946066
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Aligned Magnetic Nanoparticles Using Tobamoviruses (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi, M.Seki,H.Tabata
  • 雑誌名: Y. Watababe and I. Yamashita, Nano Letters
  • DOI: DOI:10.1021/nl902405s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiferromagnetic interaction between paramagnetic Co ions in the diluted magnetic semiconductor Zn1- xCoxO (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi, Y. Ishida, J. I. Hwang, Y. Osafune, A. Fujimori, Y. Takeda, T. Okane, Y. Saitoh, K. Kobayashi, H.Saeki,T.Kawai,and H.Tabata
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: B81 ページ: 075204
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRev
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carrier recombination process and magneto-photoluminescence in Zn1-xCoxO layers (2010)
  • 著者名/発表者名: Z. Xiao H. Matsui,K. Katayama, K. Miyajima, T.Itoh and H. Tabata
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 108 ページ: 013502(6)
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.3455854
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ Measurement of Combustion Gas Using Terahertz Time Domain Spectroscopy Setup for Gas Phase Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Uno and H.Tabata
  • 雑誌名: JJAP 巻: 49 ページ: 04DL17
  • DOI: DOI:10.1143/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of epitaxial TmFeCuO4 thin films by pulsed laser deposition (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Seki, F. Iwamoto, Y. Ono, H. Tabata
  • 雑誌名: J.Cryst.Growth 巻: Vol.312 ページ: 2273-2278
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.jcrysgro.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-plane anisotropy of polarized photoluminescence in M-nonpolar ZnO and multiple-quantum wells (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui and H. Tabata
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: Vol.94 ページ: 161907 (3)
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.3124243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental observation of bulkband dispersions in the oxide semiconductor ZnO using soft x-ray angle-resolved photoemission spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Kobayashi, G. S. Song, T.Kataoka, Y. Sakamoto, A.Fujimori, T. Ohkochi, Y. Takeda, T. Okane, Y. Saitoh, H. Yamagami, H.Yamahara H. Saeki, T. Kawai and H.Tabata
  • 雑誌名: J.Appl.Phys 巻: Vol.105 ページ: 122403
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.3116223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-scale resistivity reduction in single-grain of lead phthalocyanine
  • 著者名/発表者名: S. Tabuchi, Y. Otsuka, M. Kanai, H. Habata, T. Matsumoto, T. Kawai
  • 雑誌名: Organic Electronics 巻: Vol.11 ページ: 916-924
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.orgel
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial Thin Films of InFe2O4 and InFeO3 with Two-Dimensional Triangular Lattice Structures Grown by Pulsed Laser Deposition
  • 著者名/発表者名: M.Seki,T.Konya,K.Inaba,H.Tabata
  • 雑誌名: Appl.Phys. Express 巻: Vol.3 ページ: 105801(3)
  • DOI: DOI:10.1143/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Band alignment and Excitonic localization in Cd0.08Zn0.92O/ZnO quantum wells
  • 著者名/発表者名: H.Matsui,T.Osone and H.Tabata
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 巻: Vol.107 ページ: 093523(7)
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.3359720
  • 査読あり
• [雑誌論文] A noise-dirven attractor switching device
  • 著者名/発表者名: N. Asakawa, Y. Hotta, T. Kanki,T. Kawai, H. Tabata
  • 雑誌名: Phys.Rev.E 巻: Vol.79 ページ: 021902
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.79.021902
  • 査読あり
• [学会発表] Hetero Epitaxial p-n Junctions of Spinel Type Magnetic Semiconductors and Their Polaron Conducting and Magnetice Properties(Invited) (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Tabata
  • 学会等名: 2012 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Boston,Massachusetts, U.S.A
  • 年月日: 20121125-30
• [図書] HIGHLYPOLARIZED LIGHT EMISSIONS FROM OXIDEQUANTUM NANOSTRUCTURES New Developments in Photon and Materials Research, Editor: J.I.Jang (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Matsui and H.Tabata
  • 総ページ数: 59-81
  • 出版者: Nova Science Publishers
• [図書] Growth and electro-magneto-opticsof oxide quantum structures based onZnO (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui and H. Tabata
  • 総ページ数: 46
  • 出版者: Springer book
• [図書] 実用薄膜プロセス-機能創製・応用展開- (2009)
  • 著者名/発表者名: 田畑仁(共同執筆)
  • 総ページ数: 428
  • 出版者: 技術教育出版社
• [図書] Electro-magneto-optics in polarity-controlled quantum structures based on ZnO、Progress in Nano-Electro-Optics VII, Springer Series in optical sciences 155 (2009)
  • 著者名/発表者名: H . Matsui, H . Tabata
  • 出版者: Springer
• [備考]
  • URL: http://www.bioxide.t.u-tokyo.ac.jp/
• [産業財産権] 自己組織化材料または微粒子を基板 上に固定化する方法、および当該方法を用い て作製した基板 (2010)
  • 発明者名: 川合知二、 田畑仁 、大塚洋一、 山田郁彦、松本卓也
  • 権利者名: 川合知二、 田畑仁 、大塚洋一、 山田郁彦、松本卓也
  • 産業財産権番号: 特許,N051P38 2001.5.8
  • 出願年月日: 2010-09-10
• [産業財産権] 薄膜結晶の形成方法 (2010)
  • 発明者名: 田畑仁 、川合知二
  • 権利者名: 田畑仁 、川合知二
  • 産業財産権番号: 特許,K014P06
  • 取得年月日: 2010-12-17
• [産業財産権] Method for immobilizingself-organizing material or fine particle on substrate, and substrate manufactured by using such method (2010)
  • 発明者名: T. kawai, H. T a bat a , Y. Otsuka, F. Yamada. And T. Matsumoto
  • 権利者名: T. kawai, H. T a bat a , Y. Otsuka, F. Yamada. And T. Matsumoto
  • 産業財産権番号: 特許,US7,829,546B2
  • 取得年月日: 2010-11-09