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ガラス基板上の高規則度ホイスラー合金薄膜形成と高性能スピントロニクス素子への応用

玻璃基板上高度有序Heusler合金薄膜的形成及其在高性能自旋电子器件中的应用

基本信息

批准号：
14J03484
负责人：
藤田裕一
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、次世代超低消費電力ディスプレイの実現を目指し、その第一歩の技術として、ガラス基板上への高性能スピンMOSFETの形成とその動作実証を目標としている。高性能スピンMOSFETの実現ためには、半導体Ge中のスピン緩和機構を明らかにする必要がある。昨年度、研究代表者はCo2FeSi0.5Al0.5ホイスラー合金電極を用いた電気的スピン注入実験により、室温でGe中のスピン伝導検出信号(スピン信号)を観測することに成功した。しかしながら、その大きさは数十mΩ程度と非常に小さく、高性能スピンMOSFETの実現ためにはその増大を目指す必要がある。本年度は、スピン信号増大の指針を得るため半導体Ge中のスピン緩和現象の解明に精力的に取り組んだ。最近、高濃度にドーピングされたn型Ge(n+-Ge)へのスピンポンピング法によるスピン注入実験により、n+-Ge中のスピン緩和時間(τGe)の温度依存性を実験的に解明したという報告がなされたが、それは縮退したマルチバレー半導体におけるドナー不純物誘起のスピン緩和機構の理論的予想と整合していない。研究代表者は、n+-Ge系横型スピン伝導検出素子による電気的スピン伝導測定により、スピン信号の大きさの強磁性電極間隔依存性やHanle効果曲線などの温度依存性を詳細に取得し、その結果からn+-Ge中のτGeが低温領域で温度に依存しないことを明らかにした。これは理論的予想と整合している。今後は電気的手法とスピンポンピング法によって得られたτGeの温度依存性の違いの起源を探索する必要がある。

This study aims to provide the first step in the development of ultra-low power consumption MOSFET for the next generation, and to demonstrate the formation and operation of high-performance MOSFET on the substrate. High performance MOSFET implementation is necessary for semiconductor devices. Last year, the research representative Co2FeSi0.5Al0.5 silicon alloy electrode used in the injection of electrical energy, room temperature Ge in the induction signal (signal) to measure the success. The size of the MOSFET is tens of mΩ, the size of the MOSFET is very small, and the size of the MOSFET is very large. This year, the index of signal increase has been obtained. The index of signal mitigation in semiconductor Ge has been selected. Recently, the temperature dependence of n+-Ge neutrino relaxation time (τGe) on impurity injection in high concentration n-type Ge(n+-Ge) has been investigated. The research representatives obtained detailed results on the dependence of ferromagnetic electrode spacing, Hanle effect curve and temperature dependence of n+-Ge system transverse mode conduction detection element on n+-Ge system transverse mode conduction detection element. The theory of integration. In the future, it is necessary to explore the origin of temperature dependence of Ge in the method of electric power generation.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A magnetic tunnel junction with an L21-ordered Co2FeSi electrode formed by all room-temperature fabrication process

采用全室温制造工艺形成的带有 L21 有序 Co2FeSi 电极的磁隧道结

DOI：
10.1016/j.tsf.2013.08.130
发表时间：
2014
期刊：
Thin Solid Films
影响因子：
2.1
作者：
Y. Fujita;S. Yamada;Y. Maeda;M. Miyao;and K. Hamaya
通讯作者：
and K. Hamaya

Spin relaxation through lateral spin transport in heavily doped n-type silicon

DOI：
10.1103/physrevb.95.115302
发表时间：
2017-03-03
期刊：
PHYSICAL REVIEW B
影响因子：
3.7
作者：
Ishikawa, M.;Oka, T.;Hamaya, K.
通讯作者：
Hamaya, K.

Generation and detection of pure spin current in n-Ge using L21-ordered Co2FeSi electrodes

使用 L21 有序 Co2FeSi 电极产生和检测 n-Ge 中的纯自旋电流

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Kasahara;Y. Fujita;S. Yamada;K. Sawano;M. Miyao;and K. Hamaya
通讯作者：
and K. Hamaya

Spin Relaxation in n+-Ge at Low Temperatures

低温下 n -Ge 的自旋弛豫

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Fujita;M. Yamada;S. Yamada;T. Kanashima;K. Sawano;and K. Hamaya
通讯作者：
and K. Hamaya

Co2FeSi0.5Al0.5/n+-Geショットキートンネル接合を用いたn-Ge中の室温スピン伝導検出

使用 Co2FeSi0.5Al0.5/n+-Ge 肖特基隧道结进行 n-Ge 室温自旋传导检测

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Fujita;T. Oka;Y. Nagatomi;K. Yamamoto;M. Yamada;K. Sawano;S. Yamada;T. Kanashima;H. Nakashima;and K. Hamaya;岡孝保，藤田裕一，山田道洋，澤野憲太郎，山田晋也，金島岳，浜屋宏平;山田晋也，藤田裕一，岡孝保，沖宗一郎，酒井宗一朗，金島岳，浜屋宏平;藤田裕一，岡孝保，山田晋也，山田道洋，澤野憲太郎，金島岳，浜屋宏平
通讯作者：
藤田裕一，岡孝保，山田晋也，山田道洋，澤野憲太郎，金島岳，浜屋宏平