強磁性体/半導体ハイブリッド構造を用いたスピシホール効果の電気的検出と制御

利用铁磁/半导体混合结构对螺孔效应进行电学检测和控制

• 批准号: 08J05145
• 负责人: 宮脇 哲也
• 金额: $ 0.77万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J05145/
• 关键词: 半導体スピントロニクス; スピン注入; L10-FePt薄膜; スピンホール効果

本研究の目的は、半導体スピントロニクスの基盤となる3つの要素技術である(1)スピン生成、(2)スピン検出、(3)スピン操作を確立するとともに、それらを統合したスピン機能デバイスの創製を目指すことである。本年度は、FePt/MgO/GaAs構造のデバイスを用いて、非局所スピンバルブ効果およびスピンホール効果の測定を行った。様々なバイアス電圧において測定した非局所ホール電圧の外部磁場依存性は、ゼロ磁場で最大または最小となる、偶関数的な変化を示した。一方、スピン注入およびスピンホール効果による電圧変化は、FePt薄膜の磁化方向に依存するため、FePtの磁化曲線と同じような奇関数的な変化を示すと予想される。したがって、今回観測されたホール電圧は、スピンホール効果によるものではない可能性が高い。その原因として、(1)スピン注入率が低い、(2)スピンホール伝導度が低い、などが考えられる。今回、膜面垂直方向に磁化した強磁性体電極を用いたスピンホール効果の電気的観測という高い目標を掲げて研究を行ってきた。その結果、スピンホール効果の観測には至らなかったが、GaAs基板上への面直磁化FePt薄膜の成長に初めて成功し、デバイスの微細加工技術を確立することができた。今後は、スピン注入率の向上などによってスピンホール効果の観測が可能になると期待される。

The purpose of this study is to integrate the three elements of semiconductor substrate technology: (1) substrate generation,(2) substrate detection, and (3) substrate operation. This year, the FePt/MgO structure was used to determine the effect of non-local oxidation. The dependence of the voltage on the external magnetic field, the maximum magnetic field, and the change of the number of pairs are shown. The magnetization direction of FePt thin films depends on the magnetization curve of FePt thin films. The probability of a collision is high. The reasons are: (1) the injection rate is low,(2) the conductivity is low, and (3) the injection rate is low. Now, the ferromagnetic electrode is magnetized in the direction perpendicular to the film surface. As a result, the measurement of FePt films on GaAs substrates has been successfully performed and the microfabrication technology of FePt films has been established. In the future, the injection rate will be increased.

项目成果

L1_0-FePt/MgO/GaAs-based LED構造を用いた電気的スピン注入におけるMgOバリア層の影響

MgO势垒层对L1_0-FePt/MgO/GaAs基LED结构电自旋注入的影响

• 发表时间: 2009
• 作者: 宮脇哲也;好田誠;眞田治樹;後藤秀樹;三谷誠司;高梨弘毅;新田淳作
• 通讯作者: 新田淳作

Effect of the array distance on the magnetization Configuration of sub-micron-sized ferromagnetic rings

阵列距离对亚微米尺寸铁磁环磁化构型的影响

• 发表时间: 2008
• 期刊: Mesoscopic Superconductivity and Spintronics Proceedings of the International Symposium
• 作者: 小保方晴子;大和雅之;T. Miyawaki
• 通讯作者: T. Miyawaki

L10-FePt/MgO/n-GaAs構造における磁気伝導特性の評価

L10-FePt/MgO/n-GaAs结构的磁导性能评估

• 发表时间: 2009
• 作者: 小保方晴子;大和雅之;T. Miyawaki;塩貝純一
• 通讯作者: 塩貝純一