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SpinMOSFET実現にむけた半導体を中間層とする縦型強磁性トンネル接合の創成

创建以半导体为中间层的垂直铁磁隧道结以实现 SpinMOSFET

基本信息

批准号：
19J11258
负责人：
小池剛央
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J11258/
关键词：
Spin MOSFET スピン注入ホイスラー合金

项目摘要

CoFe電極および熱処理温度を系統的に変化させたCFMS電極を有する横型スピンバルブ素子を作製しスピン注入特性のバイアス電圧依存性と測定温度依存性を測定した．10 Kにおいて局所3端子スピンバルブ素子のバイアス電流依存性を調査したところ，CoFe電極および350℃で熱処理したCFMS電極試料で明瞭なスピンバルブ信号が観測された．非局所3端子Hanle効果信号測定を行ったところ，スピン緩和時間およびスピン拡散長は電極材料に依存せずそれぞれ6.0 ns, 1.6μm程度と先行研究と比較し妥当な値が得られた．これらのパラメータを用いて局所3端子スピンバルブ信号のトンネルスピン偏極率を評価したところ10 KでCFMS電極を用いた場合最大45%とCoFe電極と比較して最大約2.5倍のトンネルスピン偏極率が得られることが分かった．さらに，CFMS電極から得られたCoFeに対する高いトンネルスピン偏極率は状態密度のエネルギー積分から得られる計算値によりよく説明できることが分かった．また，スピン注入信号の温度依存性を評価したところ200 KまではCFMS電極においてハーフメタル性に起因すると考えられる高いトンネルスピン偏極率を示すことが分かった．これらの成果はCo2Fe0.4Mn0.6Siホイスラー合金電極を用いた高偏極スピン注入の実現の駆動力となり縦型構造を有するSpin MOSFETの創生に寄与するものである.

CoFe electrode and heat treatment temperature system change, CFMS electrode has horizontal shape, injection characteristics, voltage dependence, temperature dependence, CoFe electrode and heat treatment temperature system change, CFMS electrode sample change, temperature dependence, temperature dependence. Non-local 3-terminal Hanle effect signal measurement, line and phase relaxation time, dispersion length electrode material dependence, 6.0 ns, 1.6μm degree, preliminary study, comparison and appropriate results. The maximum polarization ratio of CFMS electrode is 45%, and the maximum polarization ratio of CoFe electrode is 2.5 times. The CFMS electrode has a high polarization ratio and a low polarization ratio. The CFMS electrode has a high polarization ratio and a high polarization ratio. The temperature dependence of CFMS injection signal is evaluated at 200 K. The polarization ratio of CFMS electrode is shown. The results of this research are: Co2Fe0.4Mn0.6Si alloy electrode, high polarization electrode, high power injection electrode, Spin MOSFET, etc.