| 研究概要 |
本研究の目的は、これまでにない新しい機能を有する電子/光デバイスの創出に向け、半導体への高効率なスピン注入を実現する技術を開発するとともに、注入した電子の半導体中におけるスピン依存伝導特性を明らかにすることである。高効率スピン注入のためのアプローチとして、本研究では、スピン偏極率の高いハーフメタル材料として知られているCo系ホイスラー合金とMgOトンネル障壁層からなるスピン注入源を用い、GaAsやSiなどの半導体へのスピン注入を試みる。本年度の主な成果は以下のとおりである。
(1)高品質なCo_2MnSi/MgO/GaAs,Co_2MnSi/MgO/Siの作製
Co系ホイスラー合金の一種であるCo_2MnSiの単結晶薄膜を、MgO層を介してGaAsやSi上にエピタキシャル成長させる技術を確立した。
(2)Co_2MnSi/MgO/GaAsスピン注入素子の作製技術の開発
スピン注入効率を評価するための素子作製を行い、半導体を介したCo_2MnSi電極間で、スピン注入現象を示唆する磁気抵抗変化を観測した。
(3)トンネル異方性磁気抵抗(TAMR)効果の発現を確認
GaAs中のスピン依存伝導特性の評価において、GaAs中のスピン軌道相互作用により、トンネル抵抗がCo_2MnSiの磁化方向に依存して変化するTAMR効果が発現することを新たに見出した。この効果は、スピン注入効率の定量的評価に多大な影響を与えることから、その発現機構をより詳細に明らかにする必要がある。
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