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スピンデバイス開発のためのハーフメタル強磁性体/半導体接合におけるスピン依存伝導

用于自旋器件开发的半金属铁磁/半导体结中的自旋相关传导

基本信息

批准号：
18760016
负责人：
松山哲也
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Osaka Prefecture 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

项目摘要

本研究では,半導体/強磁性体接合を作成し,界面におけるスピン依存伝導に関する研究を行い,スピン偏極電子の高効率注入,および,高効率検出が可能な半導体/強磁性体電極を作成することを目的としている。平成19年度には,強磁性体/半導体接合電極を用いたスピン検出特性,高スピン偏極電子生成層となる半導体歪み超格子層のスピン偏極特性について研究を行った。まず,ハーフメタル材料と同様に面内磁化を持つ強磁性体/半導体接合試料を作成した。前年度の成果に基づきp型GaAs基板裏面にオーミック電極となるAuZnNiを蒸着し,表面にAl_20_3酸化膜,COFe,NiFeをスパッタ成長させたのち,フォトリングラフイ,イオンミリンダにより試料を200μm平方に加工し,その四方をAl_2O_3,酸化膜で囲い,Cu電極兼保護膜を成長させたトンネル障壁試料を作成した。SQUID磁力計を用いて試料の磁化曲線を測定し,保磁力,残留磁化など磁気特性評価を行い,面内磁化膜の形成を確認した。次に,偏光子,光弾性変調器を用いてGaAs基板層の円偏光励起することにより,光電流のスピン依存性について研究を行った。印加電圧依存性,印加磁場依存性の測定を行い,光電流に明確なスピン依存性を観測した。さらに,より明確なスピン依存性を測定するため,90%以上のスピン偏極度を持つ電子の生成が可能なGaAs-GaAsP半導体歪み超格子試料を作成した。強磁性膜を成長させる前に試料のスピン偏極特性について,円偏光発光,光電流測定,X線回折測定により評価を行い,スピン偏極度が試料の界面状態に強く依存することを明らかにした。

This study is aimed at the formation of semiconductor/ferromagnetic junction and the study of interface dependence on conduction. It is aimed at the formation of semiconductor/ferromagnetic electrode with high efficiency injection of polarized electrons and high efficiency. In 2019, the research on polarization characteristics of ferromagnetic/semiconductor junction electrodes was carried out. The in-plane magnetization of the ferromagnetic/semiconductor junction sample was prepared. The results of the previous year were as follows: the substrate of p-type GaAs substrate was prepared by evaporation of AuZnNi on the inner surface of the substrate, growth of COFe and NiFe on the surface of Al2O3 acidified film, processing of the substrate sample to 200μm square, and formation of Cu electrode and protective film on the surface of Al2O3 acidified film. SQUID magnetometer is used to determine the magnetization curve of the sample, to preserve the magnetic field, to evaluate the magnetic properties of the residual magnetization, and to confirm the formation of the in-plane magnetic film. Second, the polarization excitation of GaAs substrate layers for polarizers and optical modulators is studied in this paper. Measurement of voltage dependence, magnetic field dependence and photocurrent dependence More than 90% of GaAs-GaAsP semiconductor samples were prepared by measuring the dependence of the semiconductor on the electron density. Ferromagnetic film growth before the sample polarization characteristics, polarization light, photocurrent measurement, X-ray reflection measurement, evaluation, polarization degree of the sample interface state strongly dependent on the results.