強相関酸化物強磁性トンネル接合の低電流スピン注入磁化反転機能の開拓

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560707
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 佐藤 弘 独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究チーム長 (50357141)
• 連携研究者: 甲野藤 真 産業技術総研究所, ナノスピントロニクス研究センター, 研究員 (80425735)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 強相関酸化物 / ハーフメタル / 磁性トンネル接合 / スピン注入磁化反転

研究概要

スピン注入磁化反転素子の開発においては、サブミクロン寸法素子を作製するための作製技術開発を行った。電極材料には、強相関酸化物であるLa_0.6Sr_0.4MnO_3を、パルスレーザー蒸着法にて、SrTiO_3基板上に成膜した薄膜(50nm)を用いた。電子ビーム直接描画法でレジストパターンを形成、その後、Arイオンエッチングでメサ構造への加工を行ない、200nm×160nm程度のパターンを得ることに成功した。また、本研究のパターン作製技術の一部を、電気二重層キャパシターを強相関酸化物に適用したモットトランジスタ開発に適用し、世界で初めて、電界制御にて室温でのモット転移に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Strain-Mediated Phase Control and Electrolyte-Gating of Electron-Doped Manganites (2011)
  • 著者名/発表者名: Ping-Hua Xiang, Shutaro Asanuma, Hiroyuki Yamada, Isao H. Inoue, Hiroshi Sato, Hiroshi Akoh, Akihito Sawa, Kazunori Ueno, Hongtao Yuan, Hidekazu Shimotani, Masashi Kawasaki, Yoshihiro Iwasa
  • 雑誌名: ADVANCED MATERIALS 巻: 23巻 ページ: 5822-5287
  • DOI: DOI:10.1002/adma.201102968
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning of the metal-insulator transition in electrolyte-gated NdNiO_3 thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Asanuma, P.-H. Xiang, H. Yamada, H. Sato, I. H. Inoue, H. Akoh, A. Sawa, K. Ueno, H. Shimotani, H. Yuan, M. Kawasaki, and Y. Iwasa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 97巻 ページ: 142110-1-142110-3
  • DOI: DOI:10.1063/1.3496458
  • 査読あり
• [学会発表] Insulator-to-Metal Transition in Manganite by Electric Double Layer Gating (2011)
  • 著者名/発表者名: Xiang Ping-Hua、浅沼周太郎、山田浩之、井上公、佐藤弘、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、Yuan Hongtao、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
  • 学会等名: 18th International Workshop on Oxide Electronics
  • 発表場所: Marriot Napa Valley Hotel and Spa(Napa, CA, USA)
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] Electric field control of the metal-insulator transition in electrolyte-gated(Nd, Sm) NiO3 thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、川崎雅司、岩佐義宏
  • 学会等名: MRS spring meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-04-26
• [学会発表] 電気二重層FETによるNdNiO_3の金属-絶縁体転移の電界制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅沼周太郎、向平華、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、川崎雅司、岩佐義宏
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] PLD法によるNd1-xSmxNiO3薄膜の製膜と物性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、井上公、佐藤弘、澤彰仁、赤穗博司
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [産業財産権] ペロブスカイト型の複合酸化物をチャンネル層とする電界効果トランジスタ及びその製造方法と、これを利用したメモリ素子 (2010)
  • 発明者名: 山田浩之、向平華、澤彰仁、井上公、佐藤弘、浅沼周太郎、赤穗博司
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-264199
  • 出願年月日: 2010-11-16
• [産業財産権] ペロブスカイト型の複合酸化物をチャンネル層とする電界効果トランジスタ及びその製造方法と、これを利用したメモリ素子 (2010)
  • 発明者名: 澤彰仁、浅沼周太郎、井上公、佐藤弘、赤穗博司、山田浩之、岩佐義宏
  • 権利者名: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • 公開番号: 特許、特開2011-243632
  • 出願年月日: 2010-05-14