2015 Fiscal Year Annual Research Report
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13J02386
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
亀野 誠 大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / 半導体 / シリコン / スピンカロリトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、CMOSトランジスタの機能向上を目指しつつも環境配慮型電子デバイス、所謂beyond-CMOSデバイス創製に関する研究が盛んである。私はスピントロニクス分野に注目し、beyond-CMOSデバイスの一つとして理論的に提案されている「spin-MOSFET」創製に関する研究を遂行した。前年度の研究によって非縮退Siベースspin-MOSFET動作は達成し非縮退Si中のスピン輸送物性を詳細に明らかにしたが、Spin-MOSFET動作性能を表す一つの指標である磁気抵抗が非常に小さく、spin-MOSFET制御で重要な磁気抵抗のゲート電圧特性の向上を目指す必要があった。今年度前半では試料構造を改変し、磁気抵抗向上に成功し、応用研究へのマイルストーンを示すことに成功した。ジュール熱誘起のスピン流生成がエナジーハーベスティングの観点から注目を浴びており、前年度縮退Si中ではあるが半導体材料中の熱誘起スピン流の観測に成功した。これは一般的に無駄とされる熱エネルギーをスピン流生成へ導く新しいエネルギー変換機構を示す非常に重要な結果である。今年度は前年度の研究をベースに詳細なモデル計算とジュール熱の伝熱についてシミュレーションを行い、理論と実験の両面から熱誘起スピン流の定量的評価を行った。さらに非磁性半導体Siチャネルを縮退系から非縮退系へ遷移させることで、熱誘起スピン流によって生成される信号強度が増大することが理論面から明らかになった。これはspin-MOSFET構造では熱誘起スピン流生成効率が上昇することを意味しており、実験においても非縮退Siチャネルで構成される素子では信号が増大する結果が得られた。私の研究によってSiを用いたスピン流物性の解明が達成されつつあり、基礎研究に大きく貢献したことに加え、全て室温での結果であり応用研究の希求に応えるマイルストーンとなった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
