コアシェルナノワイヤによる縦型スピントランジスタの作製と高性能化

使用核壳纳米线的垂直自旋晶体管的制造和性能增强

• 批准号: 20J11026
• 负责人: 堀口 竜麻
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11026/
• 关键词: 半導体ナノワイヤ; ナノワイヤトランジスタ; スピントランジスタ; ナノスピントロにクス

垂直自立型半導体コアシェルナノワイヤを用いた縦型ナノワイヤスピントランジスタの実現に向けて、主に（i)InAs及びSiナノワイヤ1本単独での磁気輸送特性評価、(ii)垂直自立型Siナノワイヤ及びGeナノワイヤの選択形成技術の確立、(iii)強磁性CoFe薄膜パターニングの磁区構造制御に着手した。(i)では、ドイツ・ギーセン大学の研究グループと連携し、ナノワイヤにおける磁気抵抗の外部印加磁場強度依存性・外部印加磁場角度依存性等を評価した。その結果、強磁性体Ni電極からSiナノワイヤを通して非磁性体Ti電極へ電流を流した場合、外部印加磁場角度依存性において特異な磁気抵抗効果が確認された。この結果は縦型スピントランジスタ応用に向けた重要な知見であると考えている。また、InAsナノワイヤにおける磁気輸送特性の結果は、学術誌にて、共著者として発表した。(ii)では、国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)の研究グループと連携し、主に原料ガスの分圧依存性及び成長温度依存性について詳細な調査を行った。これらの結果から、選択形成技術の確立に向けて重要な知見が得られた。(iii)では、北陸先端科学技術大学院大学の研究グループと連携し、ナノワイヤへのスピン偏極電流の注入に向けて、強磁性トンネル接合電極材料となるCoFeパターニング薄膜の作製と磁気力顕微鏡による評価を行った。特にGaAs及びSiO2上に作製したCoFe薄膜パターニングにおいて、磁区構造のアスペクト比依存性評及び印加磁場依存性評価を行い、磁区構造の単磁区制御を行った。これらの結果について、共著者として国際発表で2件の発表を行った。また、、MnAsの磁区構造制御及び磁気物性制御に向けて、GaAs基板上に選択成長したMnAsナノディスクにおける磁区構造・磁化方向評価を行った。その結果を第一著者として学術誌で発表した。

Vertical independent semiconductor コ ア シ ェ ル ナ ノ ワ イ ヤ を with い た 縦 type ナ ノ ワ イ ヤ ス ピ ン ト ラ ン ジ ス タ の be am に to け て, main に (I) and InAs び Si ナ ノ ワ イ ヤ this 単 alone で の magnetic 気 conveying characteristics evaluation 価, (ii) vertical self-supporting Si ナ ノ ワ イ ヤ and び Ge ナ ノ ワ イ ヤ の sentaku forming technology の establishment, (iii) Strong magnetic CoFe thin film パタ, ニ, グ, グ the construction control of the に magnetic region に. (I) で は, ド イ ツ · ギ ー セ の ン university research グ ル ー プ と し link-up, ナ ノ ワ イ ヤ に お け る magnetic 気 resistance の external Inca magnetic field intensity dependence, external Inca magnetic field Angle dependency を evaluation such as 価 し た. そ の results, strong magnetic body Ni electrode か ら Si ナ ノ ワ イ ヤ を tong し て non-magnetic body Ti electrodes へ electric current to flow を し た occasions, external Inca magnetic field Angle dependency に お い て specific な magnetic 気 resistance unseen fruit が confirm さ れ た. Type こ の results は 縦 ス ピ ン ト ラ ン ジ ス タ 応 with に to け た important な knowledge で あ る と exam え て い る. Youdaoplaceholder0, InAsナノワ ナノワ ヤにおける ヤにおける magnetic transport characteristics <s:1> results, academic journal にて, co-authors と て て, published た た. (ii) で は, national research 発 legal substances, materials research institute (NIMS) の グ ル ー プ と し link-up, Lord に materials ガ ス の points 圧 dependency and び growth temperature dependency に つ い detailed な survey line を っ て た. The results of the <s:1> れら <s:1> and the selection of the 択 formation technique <e:1> establish the に to the けて important な knowledge が and the られた of られた. (iii) で は, hokuriku apex の researcher at the university of science and technology college, グ ル ー プ と し link-up, ナ ノ ワ イ ヤ へ の ス ピ の ン partial current injection に to け て, strong magnetic ト ン ネ ル joint electrode materials と な る CoFe パ タ ー ニ ン グ film の cropping と magnetic force 気 顕 micromirror に よ る review 価 を line っ た. Trevor に GaAs and び SiO2 に cropping し た CoFe film パ タ ー ニ ン グ に お い て structure, magnetic の ア ス ペ ク ト than dependence assessment and び Inca magnetic field dependence assessment 価 を line い structure, magnetic の 単 magnetic suppression を line っ た. The results are に れら て て て て, co-authors are と て, and two international publications are で. The publications are を and った. ま た, MnAs の magnetic suppression and royal に び magnetic 気 property system to け て, GaAs substrate に sentaku growth し た MnAs ナ ノ デ ィ ス ク に お け る direction of magnetization of the magnetic structure, evaluation of 価 を line っ た. Youdaoplaceholder0 そ results を First author と て て Academic Journal で Publication た た た

项目成果

Institute for Experimental Physics I/Justus-Liebig University Giessen(ドイツ)

吉森贾斯特斯-李比希大学实验物理研究所（德国）

Magnetization switching depending on magnetic fields applied to ferromagnetic MnAs nanodisks selectively-grown on Si (111) substrates

磁化切换取决于施加到在 Si (111) 基底上选择性生长的铁磁 MnAs 纳米盘的磁场

• DOI: 10.1063/5.0030841
• 发表时间: 2020
• 期刊: AIP Advances
• 影响因子: 1.6
• 作者: Horiguchi Ryoma;Hara Shinjiro;Suzuki Kozaburo;Iida Masaya
• 通讯作者: Iida Masaya

北海道大学量子集計エレクトロニクス研究センター

北海道大学量子聚集电子研究中心