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2012 年度 研究成果報告書

ホイスラー合金ソース・ドレイン構造を用いたSiチャネルを介した磁気抵抗効果

研究課題

  • PDF
研究課題/領域番号 22360002
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関東北大学

研究代表者

手束 展規  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40323076)

研究分担者 斉藤 好昭  株式会社東芝, 研究開発センター, 研究主幹 (80393859)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワードスピントロニクス / スピン注入 / 半導体 / ホイスラー合金 / 磁気抵抗効果
研究概要

Si半導体への高効率スピン注入に関する知見を得た。スピン注入・検出を行う電極(ソース。ドレイン)に高スピン分極率を有するホイスラー合金を利用することで、高いスピン注入効率を得ることができた。これは、Si基板上に、MgO絶縁体、Co基ホイスラー合金を高配向で成膜できたことによる。また、CoFe電極を用いた素子の結果より、スピン蓄積効果とCoFeのバンド構造が、スピン注入効率に大きな影響を与えていることが明らかとなった。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (21件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Si 上に作製した Co_2FeAl_<0.5>Si_<0.5フルホイスラー合金薄膜の結晶構造とスピン伝 導特性2013

    • 著者名/発表者名
      吉田昌弘、小野寺学史、手束展規、杉本諭、斉藤好昭
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: Vol. 77, No. 3 ページ: 85-88

    • URL

      http://www.jim.or.jp/journal/j/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Si 基板上への(001)配向 MgO 薄膜の作製2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺学史、吉田昌弘、手束展規、杉本 諭、斉藤好昭
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: Vol. 77, No. 3 ページ: 89-93

    • URL

      http://www.jim.or.jp/journal/j/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-local and Local Spin Signals in a Lateral Spin Transport Device with Schottky Tunnel Junctions2013

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, N. Tezuka, M. Matsuura and S. Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Magn

      巻: 40(7)

    • URL

      http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=20)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-based MOSFETs for logic and memory applications and spin accumulation signals in CoFe/tunnel barrier/SOI devices2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, M. Ishikawa, T. Inokuchi, H. Sugiyama, T. Tanamoto, K. Hamaya, N. Tezuka
    • 雑誌名

      IEEE Tran. Magn

      巻: 48(11) ページ: 2739-2745

    • URL

      http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New materials research for high spin polarized current2012

    • 著者名/発表者名
      N. Tezuka, J. Magn
    • 雑誌名

      Magn. Mat

      巻: 324 ページ: 3588-3592

    • URL

      http://www.sciencedirect.com/science/journal/03048853

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunnel magnetoresistance effect in magnetic tunnel junctions with epitaxial Co_2FeAl_<0.5>Si_<0.5> Heusler electrodes on MgO (110) single substrates2012

    • 著者名/発表者名
      N. Tezuka, F. Mitsuhashi, and S. Sugimoto
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: 111 ページ: 07C718

    • URL

      http://jap.aip.org/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature and Bias Voltage Dependencies of Spin Injection Signals for Co_2FeAl_<0.5>Si_<0.5>/n-GaAs Schottky Tunnel Junction2012

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, N. Tezuka, S. Sugimoto
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 53 ページ: 641-644

    • URL

      http://www.jim.or.jp/journal/e/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin injection and detection between CoFe/AlOx junctions and SOI investigated by Hanle effect measurements2012

    • 著者名/発表者名
      T. Inokuchi, M. Ishikawa, H. Sugiyama, Y. Saito, and N. Tezuka
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: 111 ページ: 07C316

    • URL

      http://jap.aip.org/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and Magnetic Properties ofCo_2FeAl_<0.5>Si_<0.5> Full-Heusler Alloy Thin Films Deposited on Si Substrates by Molecular Beam Epitaxy2011

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, K. Kano, N. Tezuka, S.Sugimoto
    • 雑誌名

      JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS

      巻: 75 ページ: 141-145

    • URL

      http://jim.or.jp/PUBS/thesis_j/j_in dex.html

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-based MOSFET and Its Applications2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Inokuchi, M. Ishikawa, H. Sugiyama, T. Marukame, and T. Tanamoto
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 158(10) ページ: H1068-H1076

    • URL

      http://jes.ecsdl.org/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin injection and detection between CoFe/AlOx junctions and SOI investigates by Hanle effect measurements2011

    • 著者名/発表者名
      T. Inokuchi, M. Ishikawa, H. Sugiyama, Y. Saito, N. Tezuka
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: 111 ページ: 07C316-1-3

    • URL

      http://jap.aip.org/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-based MOSFETの現状と展望2011

    • 著者名/発表者名
      斉藤好昭
    • 雑誌名

      まぐね/MagneticsJpn.

      巻: Vol6,No.1 ページ: 16-22

    • URL

      http://www.magnetics.jp/journal/magne.html

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Injection, Transport, and Read/Write Operation in Spin-based MOSFET2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Marukame, M. Ishikawa, T. Inokuchi, H. Sugiyama, T. Tanamoto
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 519 ページ: 8266-8273

    • URL

      http://www.magnetics.jp/journal/magne.html

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical Transport Properties and Spin Injection in Co_2FeAl_<0.5>Si_<0.5>/GaAs Junctions2011

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, N. Tezuka, S. Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: 47 ページ: 2447-2450

    • URL

      http://ieeexplore.ieee.org/xpl/Rece ntIssue.jsp?punumber=20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetoresistance effect of tunnel junctions using Co_2(Ti, Mn)Z (Z = Al, Si) Heusler alloys2011

    • 著者名/発表者名
      A. Sasaki, N. Tezuka, L. Jiang, S. Sugimoto
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys

      巻: 109 ページ: 07C736

    • URL

      http://jap.aip.org/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and Magnetic Properties of Co_2FeAl_<0.5>Si_<0.5> Full-Heusler Alloy Thin Films on GaAs Substrates2011

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, N. Tezuka, S.
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 52 ページ: 370-373

    • URL

      http://www.jim.or.jp/journal/e/

    • 査読あり
  • [学会発表] 3端子Hanle信号のバイアス電圧依存性2013

    • 著者名/発表者名
      石川瑞恵、杉山英行、井口智明、棚本哲史、浜屋宏平、手束展規、斉藤好昭
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2013-03-28
  • [学会発表] 高スピン分極率材料を用いた磁気抵抗効果2013

    • 著者名/発表者名
      手束展
    • 学会等名
      日本金属学会2013年春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2013-03-28
  • [学会発表] Si/MgO/ Co_2Feal_<0.5>Si_<0.5>構造の結晶構造および電気伝導特性2013

    • 著者名/発表者名
      小野寺学史、吉田昌弘、手束展規、松浦昌志、杉本諭、斉藤好昭
    • 学会等名
      日本金属学会2013年春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2013-03-28
  • [学会発表] Co_2Feal_<0.5>Si_<0.5>電極の構造規則度とn-GaAsへのスピン注入・検出効率2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤達哉、手束展規、松浦昌志、杉本諭
    • 学会等名
      日本金属学会2013年春期(152回)大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2013-03-28
  • [学会発表] Non-local and Local Signals in lateral spin transport device with Co_2Feal_<0.5>Si_<0.5>/GaAs Junctions2013

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, N. Tezuka, M. Matsuura and S. Sugimoto
    • 学会等名
      Japan-Russia Workshop on Advanced Materials Synthesis Process and Nanostructure
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2013-03-03
  • [学会発表] Spin accumulation in Si for CoFe/MgO/Mg/Si-on-insulator devices2013

    • 著者名/発表者名
      H. Sugiyama, M. Ishikawa, T. Inokuchi, H. T. Tanamoto, K. Hamaya, Y. Saito, N. Tezuka
    • 学会等名
      Joint MMM/Intermag Conference
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2013-01-25
  • [学会発表] Non-local and Local Signals for Co_2Feal_<0.5>Si_<0.5>/n-GaAs Junctions2013

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, N. Tezuka, M. Matsuura and S. Sugimoto
    • 学会等名
      12th Joint MMM/ Intermag Conference
    • 発表場所
      Chicago, USA.
    • 年月日
      2013-01-15
  • [学会発表] Asymmetric bias voltage dependence in spin accumulation signals observed by the three-terminal Hanle measurements for CoFe/MgO/SOI devices2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ishikawa, T. Inokuchi, H. Sugiyama, T. Tanamoto, K. Hamaya, N. Tezuka, Y. Saito
    • 学会等名
      International conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)
    • 発表場所
      Kyoto, JAPAN
    • 年月日
      2012-09-27
  • [学会発表] 8.Co_2Feal_<0.5>Si_<0.5>/n-GaAs接合における非局所4端子測定シグナルのCo_2Feal_<0.5>Si_<0.5>成膜温度依存性2012

    • 著者名/発表者名
      斎藤達哉、手束展規、杉本諭
    • 学会等名
      日本金属学会2012年秋期(151回)大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2012-09-18
  • [学会発表] Si上に作製したCo_2Feal_<0.5>Si_<0.5>フルホイスラー合金薄膜の結晶構造および電気伝導特性2012

    • 著者名/発表者名
      吉田昌弘、小野寺学史、手束展規、杉本諭、斉藤好昭
    • 学会等名
      日本金属学会2012年秋期(151回)大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2012-09-18
  • [学会発表] Si基板上への(001)配向MgO薄膜の作製2012

    • 著者名/発表者名
      小野寺学史、吉田昌弘、手束展規、杉本諭、斉藤好昭
    • 学会等名
      日本金属学会2012年秋期(151回)大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2012-09-17
  • [学会発表] Fabricating Temperature Dependency of Spin Injection Signals for Co_2Feal_<0.5>Si_<0.5> / n-GaAs Schottky Tunnel Junctions2012

    • 著者名/発表者名
      T. Saito, N. Tezuka and S. Sugimoto
    • 学会等名
      2012 International Magnetics Conference
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2012-05-10
  • [学会発表] Spin-based MOSFETs for logic and memory applications and spin accumulation signals in CoFe/tunnel barrier/SOI devices2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, M. Ishikawa, T. Inokuchi, H. Sugiyama, T. Tanamoto, N. Tezuka
    • 学会等名
      [Invited], IEEE International magnetic conference2012 (Intermag 2012)
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2012-05-08
  • [学会発表] CoFe/AlOx/Siにおけるスピン依存伝導特性の評価2012

    • 著者名/発表者名
      井口智明、石川瑞恵、杉山英行、斉藤好昭、手束展規
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] Spin injection and detection between CoFe/AlOx junctions and SOI investigates by Hanle effect measurements2011

    • 著者名/発表者名
      T. Inokuchi, M. Ishikawa, H. Sugiyama, Y. Saito, N. Tezuka
    • 学会等名
      56th Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials
    • 発表場所
      Phoenix, USA
    • 年月日
      2011-11-03
  • [学会発表] New Materials Research for High Spin Polarization2011

    • 著者名/発表者名
      N. Tezuka
    • 学会等名
      [Invited], Moscow International Symposium on Magnetism 2011, Moscow State University
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2011-08-22
  • [学会発表] Spin-based MOSFET and Its Applications2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Inokuchi, M. Ishikawa, H. Sugiyama, T. Marukame, T. Tanamoto
    • 学会等名
      [Invited], Semiconductor Technology for Ultra Large Scale Integrated Circuits and Thin Film Transistor III (ULSI vs. TFT 3)
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2011-07-01
  • [学会発表] Spin-based MOSFET: a promising candidate for beyond CMOS device using nanotechnology2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Inokuchi, M. Ishikawa, H. Sugiyama, T. Tanamoto
    • 学会等名
      [Invited], The Seventh International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC7)
    • 発表場所
      The College of Nanoscale Science and Engineering (CNSE), Albany, New York, USA
    • 年月日
      2011-05-15
  • [学会発表] Spin injection, Transport, and Read/Write operation in spin-based MOSFET2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Marukame, M. Ishikawa, T. Inokuchi, H. Sugiyama, T. Tanamoto
    • 学会等名
      [Invited], International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (AUMS)
    • 発表場所
      Jeju island, Korea
    • 年月日
      20101205-08
  • [学会発表] スピンMOSFETの取り組み現状と最新動向2010

    • 著者名/発表者名
      斉藤 好昭
    • 学会等名
      未踏・ナノデバイステクノロジー第151委員会とシリコン超集積化システム第165委員会の合同研究会
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      20101029-30
  • [学会発表] Read/Write operation of spin-based MOSFET and the related phenomena2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Marukame, M. Ishikawa, T. Inokuchi, H. Sugiyama
    • 学会等名
      [Invited], The 6th International ConfereSnce on the Physics and Applications of Spin Related Phenomena in Semiconductors (PASPS-VI)
    • 発表場所
      University of Tokyo, Japan
    • 年月日
      20100801-04
  • [産業財産権] 高速スピンMOSFET2012

    • 発明者名
      斉藤好昭,杉山英行,井口智明,石川瑞
    • 権利者名
      株式会社 東芝
    • 産業財産権番号
      特許知財権、特願2012‐237600
    • 出願年月日
      2012-10-29
    • 外国

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公開日: 2014-08-29   更新日: 2015-09-09  

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