研究課題
本研究の目的は、スピンを用いた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など種々の半導体へのスピン注入特性を明らかにする。最終年度となる本年度の主な成果は以下のとおりである。(1)スピントランジスタやスピン発光ダイオード(LED)・レーザの実現に向け、CoFeやホイスラー合金のCo_2MnSiなどの強磁性電極から、n-GaAsチャネルやn-Siチャネル、n-Geチャネル、さらには、AlGaAs/GaAs量子井戸を有するLED構造へのスピン注入特性を電気的・光学的に評価し、明瞭なスピン注入を実証した。(2)ホイスラー合金(Co_2MnSi)やMgOトンネル障壁層を用いることにより、従来よりもスピン注入効率が増大することを実証し、本研究で採用した高効率スピン注入に向けたアプローチの有用性を示した。(3)GaAsチャネル中のスピン輸送特性の評価において、注入された電子スピンとチャネル中の核スピン間に働く相互作用を明かにした。以上の成果により、スピントランジスタやスピンLED・レーザなど、従来の半導体デバイスにスピンの機能を付加したスピン機能デバイスの創出に向けた重要な基盤技術を確立し、本研究課題の最終目標を達成した。
すべて 2012 2011
すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (32件)
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