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ハーフメタル上への単結晶ゲルマニウム薄膜成長と縦型スピン素子への応用

半金属单晶锗薄膜生长及其在垂直自旋器件中的应用

基本信息

批准号：
14J03485
负责人：
河野慎
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J03485/
关键词：
スピントロニクスゲルマニウムハーフメタル

项目摘要

研究代表者は、シリコンプラットフォーム上に集積可能なハーフメタルソースドレイン縦型構造を有するGeチャネル縦型スピンMOSFETを作製するための要素技術を開発することを目的としている。本研究は、スケーリング則に依存してきた既存のシリコン大規模集積回路の性能向上に新たなブレークスルーをもたらす大変意義のある研究である。前年度の研究によって、p-Ge中に蓄積したスピンが拡散伝導によって情報を輸送できる距離（スピン拡散長）は、一次元スピン拡散モデルを用いた解析によって10 Kで約50 nm程度であると見積もられた。採用最終年度は、このスピン拡散長よりも十分に短いp-Geチャネル長を有する「強磁性金属/p-Ge/強磁性金属」積層構造の結晶成長とp-Geチャネル縦型スピン素子の室温不揮発メモリ動作の実証を目指した。本研究では、「強磁性金属/p-Ge/強磁性金属」積層構造の上部強磁性金属にCoFe合金、下部強磁性金属にFe3Si合金を選定した。「CoFe (10 nm)/p-Ge (20 nm)/Fe3Si (25 nm)」積層構造は、超高真空チャンバーを有する分子線エピタキシー装置を用いてSi(111)基板上に成膜した。反射高速電子線回折像のその場観察により、すべての層は単結晶成長していることを確認した。これを電子線リソグラフィー装置やArイオンミリング装置を用いて縦型スピン素子に微細加工し、商用デバイスへの応用上で重要となる局所電圧測定法によりスピン伝導特性を評価した。結果として、上部と下部の強磁性電極の磁化配置に依存した磁気抵抗の変化を室温まで観測することに成功し、世界初となるp-Geチャネル縦型スピン素子の室温不揮発メモリ動作を実証した。以上の成果は、次世代p-Geチャネル縦型スピンMOSFETの実現への道を開拓する指針を呈示するものである。

It is possible that the research representatives and representatives of the research community may be able to use the Ge information system to perform the key technology research and development process. The purpose of this study is to improve the performance of the existing large-scale module set loop. In the previous year, in the previous year, the research was conducted and the p-Ge system was used to determine the temperature difference between the two systems. In the previous year, it was analyzed that the temperature of 10 K was about 50 nm, and the temperature of 10 K was about 50 kDa. In the most recent years, the most recent years, the temperature is very short, the p-Ge temperature is very short, and the "strong magnetic metal

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）

All-epitaxial Co2FeSi/Ge/Co2FeSi trilayers fabricated by Sn-induced low-temperature epitaxy

Sn诱导低温外延制备全外延Co2FeSi/Ge/Co2FeSi三层材料

DOI：
10.1063/1.4940702
发表时间：
2016
期刊：
Journal of Applied Physics
影响因子：
3.2
作者：
S. Yamada;K. Tanikawa;J. Hirayama;T. Kanashima;T. Taniyama;and K. Hamaya
通讯作者：
and K. Hamaya

Epitaxial growth of Fe3Si films on low-temperature-grown Ge layers

在低温生长的 Ge 层上外延生长 Fe3Si 薄膜

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Sakai;M. Ikawa;M. Kawano;S. Yamada;T. Kanashima;K. Hamaya
通讯作者：
K. Hamaya

Low-temperature grown Ge1-xSnx layers on a metallic silicide

金属硅化物上低温生长的 Ge1-xSnx 层

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

Hole Spin Transport in Epitaxial p-Ge(111) Layers

外延 p-Ge(111) 层中的空穴自旋传输

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Kawano;K. Santo;M. Ikawa;S. Sakai;S. Yamada;T. Kanashima;and K. Hamaya
通讯作者：
and K. Hamaya

純スピン流注入によるホイスラー合金のダンピング変調

纯自旋电流注入 Heusler 合金的阻尼调制

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Ikawa;S. Sakai;M. Kawano;S. Yamada;T. Kanashima;and K. Hamaya;酒井宗一郎，河野慎，山田晋也，金島岳，浜屋宏平;河野慎，山田晋也，金島岳，浜屋宏平;沖宗一郎，河野慎，山田晋也，金島岳，能崎幸雄，浜屋宏平
通讯作者：
沖宗一郎，河野慎，山田晋也，金島岳，能崎幸雄，浜屋宏平