| 研究課題/領域番号 |
25246020
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
浜屋 宏平 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90401281)
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| 研究分担者 |
斉藤 好昭 株式会社東芝研究開発センター, その他部局等, その他 (80393859)
澤野 憲太郎 東京都市大学, 工学部, 准教授 (90409376)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | スピントロニクス / MBE / 金属-半導体界面 |
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| 研究実績の概要 |
(1) Ge基板上にFe3Si/Ge/Fe3Si縦型構造を作製し、その磁気特性を評価したところ、上部Fe3Si層の結晶構造や磁気特性の劣化が示唆された。そこで、これまで我々がGe基板上への結晶成長を検討してきたbcc強磁性合金に対して、低温エピタキシャルGe層上への結晶成長を詳細に検討した。その結果、Fe3SiではGe層からの拡散の影響が結晶構造や磁気特性の悪化として顕著に現れることが判った。一方、CoFeではその影響が抑えられ、Ge基板上に形成した場合と同等の品質の薄膜が得られることが判った。以上から、我々が提案している縦型スピンMOSFET構造の上部電極材料としては、Fe3SiよりもCoFeの方が適していることが示唆された。
(2) Fe3Si/Ge/Fe3Si縦型構造を微細加工して、縦型素子における磁気抵抗効果の測定を行った。10 Kという低温ではあるが、明瞭なスピンバルブ信号が観測された。しかし、Ge層中へのFe原子の混入などから、現状のGe層を介したスピン伝導の高温化は難しいことが明らかになりつつある。今後、Ge層を別の真空チャンバーで形成するなどの対応が必要である。
(3) ハーフメタル特性が予想されるCo2FeSi上に高品質Ge薄膜を形成する技術として、SnサーファクタントMBEによるGeの極低温結晶化技術を開発し、全単結晶Co2FeSi/Ge/Co2FeSi縦型構造を実証した。その縦型構造の面内磁化曲線は2段のヒステリシスループを描いたことから、外部磁場を印加して上部と下部のCo2FeSi電極の磁化配置を平行⇔反平行と切り替え可能であることを意味している。しかし、(1)で述べた事実を踏まえると、低温エピタキシャルGe層上に高品質なCo2FeSiを形成する際には、Ge拡散防止層としてCoFeの超薄膜を挿入した方が望ましいと考えられる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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