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2012 年度 実績報告書

スピンフィルター磁性ヘテロ構造の創製と集積デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 23686049
研究機関東京大学

研究代表者

中根 了昌  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (50422332)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード結晶成長 / 電子・電気材料 / 電子デバイス・機器 / 量子閉じ込め
研究概要

本研究での目標であるスピンフィルター磁性ヘテロ構造を創製するために、Si基板上にエピタキシャル薄膜を作製することがその基盤となる。今年度は引き続き、その項目について研究をおこなった。
研究に用いる材料は酸化物であるため、Si基板直上に作製する層が結晶成長の要となる。従って他のグループにてエピタキシャル成長の報告のあるγ-Al2O3層を同じ方法にて作製することとした。具体的にはSiO2基板上に堆積したAlをアニールしてγ-Al2O3を固相成長する方法である。基板はSi(111)を用い、SiO2層はRCA化学洗浄後にHClを用いて作製した。SiO2層を含む基板のRHEEDパターンはSi基板との明瞭な違いが見られず、またAl堆積後やアニール後にも明瞭な違いが見られなかった。このことは超薄膜であること、或いはアモルファスであることが原因として考えられる.X線光電子分光法(XPS)により評価をおこなったところ、結晶相に近い状態は見られているものの、化学量論比も含め、それらを決定づけるまでには至っていない。したがって、評価法自体を多角的に行う必要性と、Al作製法(今回はPLDを使用していた)を変更する必要があると結論した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究課題を遂行するために既存実験装置の拡張をおこなったが、この作業に時間を要したことが大きな理由である。具体的には、購入・導入した機器の配置不備や納入時の破損などである。

今後の研究の推進方策

これまではPLD法をもちいたAlの堆積を行っていたが、今年度はKセルによる方法で試行する。また、γ-Al2O3の反応温度が比較的高温であるため、立方晶系の他の酸化物薄膜についても同様の固相成長を試みて、反応温度の低い材料を見出すこともおこなう。これらによって良質なバッファー層が作製できれば、PLD法によって酸化物ヘテロ構造の作製を試みる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Appearance of Anisotropic Magnetoresistance and Electric Potential Distribution in Si-based Multi-terminal Devices with Fe Electrodes2012

    • 著者名/発表者名
      R. Nakane
    • 雑誌名

      Magnetics letters

      巻: 3 ページ: 3000404/1-4

    • DOI

      10.1109/LMAG.2012.2201698

    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of 3-terminal Hanle signals in Si-based spintronic devices2013

    • 著者名/発表者名
      S. Sato
    • 学会等名
      American Physical Society, Annual APS March Meeting, March
    • 発表場所
      Boltimore, USA
    • 年月日
      20130318-20130322
  • [学会発表] Electrical state in spin devices for nonlocal measurements2012

    • 著者名/発表者名
      R. Nakane
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors (PASPS VII)
    • 発表場所
      Eindhoven, the Netherlands
    • 年月日
      20120805-20120808
  • [学会発表] Materials and Devices for Semiconductor Spintronics: Si-based Spintronics2012

    • 著者名/発表者名
      R. Nakane
    • 学会等名
      1st Annual World Congress of Advanced Materials-2012 (WCAM2012)
    • 発表場所
      Beijin, China
    • 年月日
      20120606-20120608
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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