ＩｎＡｓナノワイヤ中のスピン依存伝導の研究

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本研究では、まずスピンデバイスへの応用のため、信頼性と均一性をもち、結晶方向の制御が可能なInAsナノワイヤの成長手法を確立する。次に、InAsナノワイヤにおけるスピン伝導特性の評価を行うとともに、InAsナノワイヤデバイスの作製を最適化する。最終的には、InAsナノワイヤで一次元のspin-FETを実現することを目的とする。本年度の研究実施状況は以下の二つ部分である。①成長条件の最適化とモフォロジーの更に観察:スピン輸送に最も適した結晶方向の[110]のInAsナノワイヤの成長については研究し続けて、成長条件を最適化した。特にシングルナノワイヤ電気評価デバイスを作成するためのInAsナノワイヤ成長を制御することが可能になった。更に、成長したInAsナノワイヤは[110]結晶方位を持つ安定的なZinc-blende結晶構造であることを確認した。また、成長した[110]InAsナノワイヤの断面を確認することにより、今のInAsナノワイヤはダイアモンドの断面をもち、四つの{111}側面を持っていることが分かった。この特徴は、スピン軌道相互作用を有効的に利用することに対して重要であり、成長機構を更に明確することができた。②電気特性評価とスピン伝導特性の評価:[111]と[110]結晶の二種類のInAsナノワイヤの特性を比較し、室温で[110]の方はより良好な電気伝導特性を持っていることが分かった。[110]InAsナノワイヤの方はWurtzite結晶構造ではなく安定的なZinc-blende結晶構造を持っていることで、スピン輸送に適したことが分かった。また、[110]InAsナノワイヤの移動度とキャリア密度を精確に評価するために、シングルナノワイヤホールデバイス作成するプロセスを開発した。初めて[110]InAsナノワイヤおいて、ホール測定を行うことが成功した。