2017 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンド半導体への高効率スピン注入と低損失スピン輸送
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16H04348
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
植田 研二 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10393737)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド / スピン注入 / スピンデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はダイヤモンド半導体へのスピン注入の更なる高効率化に向けて、①スピンギャップレス半導体（SGS）MnCo2Al（MCA）薄膜の作製とスピン注入源への適用、②高効率スピン注入の為のダイヤモンド／垂直グラフェン接合の作製、③強磁性トンネル接合によるダイヤモンドへのスピン注入を行った。
①に関して、イオンビームアシストスパッタ法を用いて高品質MCA薄膜を作製する事に成功すると共に、MCA電気二重層トランジスタによりMCAでSGSに特有の両極性伝導が現れる事を初めて確認した。結果を国内外学会で発表（４件）すると共に論文化した（Appl. Phys. Lett.）。②に関して、垂直配向グラフェン（カーボンナノウォール: CNW）をダイヤモンド半導体上にin-situ成長する事に成功すると共に、CNW／ダイヤモンド接合が特異な光伝導度変調（光メモリスタ的挙動）を示す事を初めて見出した。これらの結果は国内外学会で発表した（招待講演1件を含む４件の発表）。これらグラフェン（CNW）／ダイヤモンド接合は光検出＋記憶機能を併せ持つ為、CNW／ダイヤ接合による新規光デバイスの実現が期待できる。③に関して、トンネルバリアの高品質化と表面終端（水素終端）条件の最適化によりスピン注入効率が以前より1桁程度増加した。しかし未だに注入効率は１%強程度と小さいので、強磁性電極（スピン注入源）－半導体界面の更なる高品質化や強磁性電極をスピン偏極度の高いSGSへ切り換える、強磁性体－半導体界面へのグラフェン層の導入等により更なるスピン注入効率向上を図っていきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ダイヤモンド半導体への高効率スピン注入の為の重要技術として計画していたグラフェン（又はカーボンナノウォール）/ダイヤモンド接合及びスピンギャップレス半導体の作製は本年度の研究で行える様になった。ダイヤモンドへのスピン注入効率に関してまだまだ改善の余地が残されているが、概ね順調に計画が進んでいると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
以前よりもダイヤモンド半導体へのスピン注入効率は上昇したが改善の余地が多々残されているので、今年度も引き続きスピン注入の高効率化を図る。また、関連技術としてスピン注入時に併用すると有望と思われる、グラフェンやカーボンナノウォール層、スピンギャップレス半導体をルーチン的に作製できる様になってきたので、これらを用いたダイヤモンドへの高効率スピン注入を試み、高スピン注入効率と低損失スピン輸送の両立を図りたい。更に出来る限り大きなスピン注入電流を得た上で、スピントランジスタの試作に繋げていきたい。
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Research Products
(14 results)
