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2013 年度 研究成果報告書

シリコン上の強磁性体/半導体ナノワイヤによるスピン偏極発光素子の研究

研究課題

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研究課題/領域番号 23360129
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 電子・電気材料工学
研究機関北海道大学

研究代表者

原 真二郎  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50374616)

研究分担者 本久 順一  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (60212263)
研究協力者 クラー ピーター・ジェンス  ユストゥス・リービッヒ大学ギーセン(ドイツ), 第1実験物理研究所, 教授
エルム マティアス・トーマス  ユストゥス・リービッヒ大学ギーセン(ドイツ), 第1実験物理研究所, 博士研究員
クルーク・フォン・ニーダ ハンス-アルプレヒト  アウグスブルグ大学(ドイツ), 物理学部, 博士研究員
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード半導体ナノワイヤ / 強磁性体ナノ構造 / 選択成長 / スピン偏極発光素子 / ボトムアップ形成 / 複合ナノ構造 / 半導体ナノテクノロジ / スピントロニクス
研究概要

半導体ウェハ上でナノ構造の作製位置・サイズ制御可能とする、独自の選択形成技術を駆使し、一次元的に電子を閉じ込める垂直自立型半導体ナノワイヤ(NW)に、電子のスピン制御を可能にする強磁性体MnAsナノクラスタ(NC)を積層した複合NWを実現した。母体のNWとして種々の半導体材料を検討し、半導体NWへのスピン偏極電子・正孔の注入を可能にする縦型MnAs/InAsヘテロ接合NWを実現した。二端子デバイスプロセスを確立し、MnAs/GaAs-NWによるプロトタイプ素子の電流-電圧特性を評価した結果、複合NWがp型電導特性を示すことを明らかにした。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (3件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Composition-Dependent Growth Dynamics of Selectively Grown InGaAs Nanowires2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kohashi, S. Hara, and J. Motohisa
    • 雑誌名

      Mater. Res. Express

      巻: Vol.1,No.1 ページ: 015036(11)

    • DOI

      10.1088/2053-1591/1/1/015036

  • [雑誌論文] Difference in Formation of Ferromagnetic MnAs Nanoclusters on III-V Semiconducting Nanowire Templatesin "Nanoepitaxy : Materials and Devices V", edited by N. P. Kobayashi, A. A. Talin, A. V. Davydov, and M. S. Islam2013

    • 著者名/発表者名
      S. Hara, H. Fujimagari, S. Sakita, and M. Yatago
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: Vol.8820 ページ: 88200V(12)

    • DOI

      10.1117/12.2023173

  • [雑誌論文] SelectiveArea Growth and Electrical Characterization of Hybrid Structures between Semiconducting GaAs Nanowires and Ferromagnetic MnAs Nanoclusters2012

    • 著者名/発表者名
      S. Hara, S. Sakita, and M. Yatago
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: Vol.51,No.11 ページ: 11PE01(7)

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.11PE01

  • [雑誌論文] Effect of the Cluster Magnetization on the Magnetotransport at Low Temperatures in Ordered Arrays of MnAs Nanoclusters on (111)B GaAs2011

    • 著者名/発表者名
      M. T. Elm, P. J. Klar, S. Ito, S. Hara, and H.-A. Krug von Nidda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: Vol.84,No.3 ページ: 035309(8)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.84.035309

  • [学会発表] Bottom-Up Formation of Vertical Free-Standing Semiconductor Nanowires Hybridized with Ferromagnetic Nanoclusters2013

    • 著者名/発表者名
      S. Hara
    • 学会等名
      the 8th International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC 2013)
    • 発表場所
      Las Vegas, Nevada, USA
    • 年月日
      20131202-06
  • [学会発表] Selective-Area Growth of MnAs Nanoclusters for New Planar Magnetoelectronic Devices2013

    • 著者名/発表者名
      M. Fischer, S. Sakita, M. T. Elm, P. J. Klar, and S. Hara
    • 学会等名
      the 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2013)
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      20130617-20
  • [学会発表] Hybrid Structure of Semiconducting Nanowires and Ferromagnetic Nanoclusters Grown by Selective-Area Metal-Organic Vapor-Phase Epitaxy2012

    • 著者名/発表者名
      S. Hara and M. Yatago
    • 学会等名
      the 2012 Material Research Society (MRS) Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 年月日
      20120409-13
  • [図書] 「強磁性体/半導体複合ナノワイヤ」, 第I編第8章(分担執筆), 「ナノワイヤ最新技術の基礎と応用展開」2013

    • 著者名/発表者名
      原 真二郎
    • 総ページ数
      241
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] "III-V Semiconductor Nanowire Light Emitting Diodes and Lasers", Advances in III-V Semiconductor Nanowires and Nanodevices2011

    • 著者名/発表者名
      J. Motohisa, K. Tomioka, B. Hua, K. S. K. Varadwaj, S. Hara, K. Hiruma, and T. Fukui
    • 総ページ数
      178
    • 出版者
      Bentham Science Publishers Ltd
  • [備考]

    • URL

      http://www.rciqe.hokudai.ac.jp/

URL: 

公開日: 2015-06-25  

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