ハーフメタル・ナノスピントランジスタの開発

半金属纳米自旋晶体管的研制

• 批准号: 18710090
• 负责人: 大兼 幹彦
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18710090/
• 关键词: ハーフメタル; Co_2MnSiホイスラー合金; TMR素子; スピントランジスタ; 微細加工; 不揮発性; バンドギャップ; 単結晶

1.ホイスラ合金を用いた高TMR素子の作製これまでは,アモルファス構造のA1-Oを絶縁層として用いていたが,今年度は,結晶質のMgOを絶縁層に用いたCo_2MnSi/MgO/CoFe-TMR素子において,前年度を上回る,217%(室温),753%(低温)のTMR比を観測することに成功した.観測したTMR比はホイスラー合金を電極に用いたTMR素子において世界最高の値である.また,コンダクタンス特性の測定結果から,コヒーレントトンネリングが巨大TMR比の起源であることが示唆された。2.ハーフメタル・スピントランジスタへの微細加工作製したCo_2MnSi/MgO/Co_2MnSiTMR素子を前年度に確立した微細加工プロセスを用いてトランジスタ形状に微細加工した.加工後のTMR比は低温で270%であり,加工によるダメージがほとんどないことが分かった.さらに,ゲート電圧を印加して,ソース-ドレイン間の電流-電圧特性を測定した結果,ハーフメタルギャップエネルギー(〜150mV)以上のゲート電圧を加えると,ソース・ドレイン電流が大きく変化する現象が観測された.この動作は,考案当初に期待していたものと同様であり,ハーフメタルを用いたスピントランジスタ動作を初めて実証したものである.3.ハーフメタル・スピントランジスタの高性能化のためのホイスラー合金材料探索これまでに開発を行なってきたCo_2MnSi組成に加えて,今年度は,Co_2FeSi,Co_2CrSiの開発を行なった.その結果,前年度まで開発を進めていたCo_2MnSiを用いたTMR素子が最も高性能であることを明らかにした.

1。直到现在使用Heusler合金制造高的TMR设备，使用无定形结构的A1-O用作绝缘层，但是今年，我们成功地观察到TMR比为217％（室温）和753％（室温）和753％（低温）（低温），而Co_2mnsi/Mgo/MgO/Cofe/cofe/cofe watmr比以前使用Crystalline Mogg的层，该层是Cyrymr较高的层。观察到的TMR比是使用Heusler合金作为电极的TMR设备世界上最高的。此外，电导特性的结果表明相干隧道是巨大的TMR比的起源。 2。使用上一年建立的微加工过程将CO_2MNSI/MGO/CO_2MNSITMR元素精细地加工到晶体管形状中。处理后的TMR比率为270％，发现该处理几乎没有损坏。此外，当施加栅极电压并测量源和排水管之间的电流 - 电压特性时，当应用超过半米间隙能（〜150MV）的栅极电压时，源和排水电流将很大。观察到不断变化的现象。该操作与发明时的预期相似，它是第一个使用半金属展示旋转晶体管操作的操作。 3。搜索Heusler合金材料以改善一半金属自旋晶体管的性能，除了到目前为止开发的CO_2MNSI组成外，今年我们开发了CO_2FESI和CO_2CRSI。结果，据揭示了使用CO_2MNSI的TMR设备直到上一年的性能最高。

项目成果

スピントランジスタ

自旋晶体管

• 发表时间: 2006

CoFeB合金薄膜の磁気緩和定数測定

CoFeB合金薄膜磁弛豫常数的测量

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本応用磁気学会誌 31
• 作者: Ryo-taro Yamaguchi;et. al.;大兼幹彦
• 通讯作者: 大兼幹彦

Tunnel magneto resistance in MTJs with epitaxially grown Heusler alloy elecrodes

具有外延生长的赫斯勒合金电极的 MTJ 中的隧道磁阻

• 发表时间: 2007
• 作者: 古門聡士;植田一正;針谷喜久雄;佐久間昭正;M. Hattori;桜庭 裕弥;大兼幹彦;Yuya Sakuraba;Tadaomi Daibou;Mikihiko Oogane;Masashi Hattori;Yuya Sakuraba;Yuya Sakuraba;Tadaomi Daibou;M. Oogane;大兼幹彦;桜庭裕弥;廣瀬直紀;桜庭裕弥;M. Oogane
• 通讯作者: M. Oogane

Co_2MnAl_xSi_<1-x>電極を用いた強磁性トンネル接合における磁気伝導特性

使用Co_2MnAl_xSi_<1-x>电极的铁磁隧道结的磁导特性

• 发表时间: 2007
• 作者: Takuma;Machino;Masatoshi;Nakamura;Koji;Yamakawa;Mineo;Hiramatsu;Masaru;Hori;H. Ohno;桜庭裕弥
• 通讯作者: 桜庭裕弥

Tunneling Spin Polarization of Co_2MnSi Heusler Alloy

Co_2MnSi Heusler合金的隧道自旋极化

• 发表时间: 2007
• 作者: Koji;Yamakawa;Shoji;Den;Toshiro;Katagiri;Hioryuki;Kano;Mineo;Hiramatsu;Masaru;Hori;T. Kubota
• 通讯作者: T. Kubota