2009 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Creation and control of spin current |
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| Project/Area Number |
19048030
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
秋永 広幸 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, ナノ電子デバイス研究センター, 副研究センター長 (90221712)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末益 崇 国立大学法人筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 准教授 (40282339)
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| Keywords | MBE,エピタキシャル / 磁性 / スピンエレクトロニクス / ナノ材料 / 半導体物性 |
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| Research Abstract |
我々は、スピントロニクスとシリコンテクノロジーとの融合を推進するため、シリコンベース素子を用いたスピン注入効率の最適化に焦点を絞り、
(1) シリコンベース強磁性体の開発
(2) 強磁性体金属/シリコンヘテロ構造におけるスピン偏極電子注入の実証
(3) スピン流を用いたシリコンベースデバイス機能の実証
を目指して研究を行っている。平成21年度は(2)に関して研究を行った。
本研究開始以前は、Fe3Si表面の凹凸を抑えることが出来なかったが、Fe3Si層の形成を低温BEで行い、その後、250℃で熱アニールすることにより、平坦なFe3Si膜の成膜が可能になることを平成19年度までに報告した。また、このヘテロ界面を積層したエピタキシャル磁気トンネル接合を作製できるようになり、平成20年度はFe3Si on CaF2(2nm)/Fe3Si(5nm)/CaF2(2nm)共鳴トンネル構造の設計と、そのSi(111)基板におけるMBE法によるエピタキシャル成長を行った。そして、これらの成果を受け、平成21年度は、Fe3Si/CaF2ヘテロ接合からなる共鳴トンネルダイオードの動作実証を行った。また、Fe_3Si/CaF_2ヘテロ構造の界面状態を理解するために、界面構造と仕事関数の相関を第一原理計算を用いて評価したところ、Fe_3Siの最表面はFe終端となっている可能性が高いと考えられることが明らかになった。一方、平成20年度に、MBE法により、MgO(001)基板へのFe4N膜のエピタキシャル成長を実現し、さらに、a軸に高配向したFe4N(100nm)/MgO(2nm)/Fe4N(30nm)MTJ構造のMBE成長に成功した。そして、平成21年度においては、このFe4Nのスピン偏極度などの評価を行った。
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