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垂直自立型半導体ナノワイヤによる縦型ナノワイヤスピントランジスタの実現

利用垂直自支撑半导体纳米线实现垂直纳米线自旋晶体管

基本信息

批准号：
17J00775
负责人：
小平竜太郎
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

垂直自立型半導体ナノワイヤ(NW)を用いた縦型NWスピントランジスタの実現に向けて、(i) InAs NWチャネルの磁気輸送特性・角度依存磁気抵抗効果特性評価、(ii) 強磁性体MnAsとの複合構造であるMnAs/InAsヘテロ接合NWの構造評価・磁区構造評価・磁化方向制御技術、(iii) チャネル材料の検討として、InAsと比較してスピン軌道相互作用が小さい垂直自立型Si NWの選択形成技術の確立、(iv) 強磁性CoFe/MgOトンネル接合電極によるInAs NWへのスピン偏極電流注入に向け、CoFe膜の磁区構造評価および強磁性トンネル接合電極の形成プロセス技術確立の実験・研究を推進した。(i)では、昨年度に引き続きドイツ・ギーセン大学の研究グループと連携し実験を推進した。特別研究員本人が作製した磁気輸送特性評価用素子を携え渡独し、ドイツ研究グループと共に測定した結果からInAs NWチャネル中の電子の散乱現象をモデル化するに至り、国際会議で1件の口頭発表を共著者として行った他、現在国際共著学術論文の投稿準備中である。(iii)では、国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)の研究グループと連携し、自らNIMSに滞在して成長実験を進め、Si NW成長の結晶方向に対する成長実験依存性について知見を得た他、高均一NWの選択形成技術の確立に向け、特に金触媒堆積の工程で表面処理に関する重要な知見を得た。これらの結果について共著者として国内学会2件、国際学会1件の発表を行った。(iv)では、北陸先端科学技術大学院大学との連携の下、CoFe膜のパターニング方向と形状異方性に依存する磁区構造についての知見と、電極形成プロセスに関する知見を得ており、電極として用いる場合の重要な設計指針を得た。

(i) Evaluation of magnetic transport characteristics and angle-dependent magnetic resistance characteristics of InAs NW junction;(ii) Structural evaluation of MnAs/InAs composite structure;(iii) Discussion of InAs NW junction;(iv) Magnetization direction control technology; The comparison between InAs and semiconductor track interactions has led to the establishment of selective formation technology for vertical free-standing Si NWs,(iv) the direction of semiconductor bias current injection into InAs NWs for ferromagnetic CoFe/MgO conductor bond electrodes, the evaluation of the magnetic region structure of CoFe films, and the establishment of basic technology for the formation of ferromagnetic conductor bond electrodes. (i)The university's research team has been advancing since last year. Special researcher I have worked on the evaluation of magnetic transport characteristics, and the results of the joint research have been determined. I have worked on an oral presentation at an international conference, and I am currently preparing an international joint academic paper. (iii)In addition, the National Institute of Materials and Materials Research (NIMS) has obtained important insights into the research process, the growth process, the dependence of Si NW growth on the crystallization direction, and the establishment of selective formation technology for high uniformity NW, especially in the engineering of surface treatment of gold catalyst deposition. The results of this study were published by 2 domestic and 1 international institutes. (iv)Hokuriku Advanced University of Science and Technology has obtained important design guidelines for applications such as magnetic domain structure, electrode formation, etc. under connection, CoFe film orientation and shape anisotropy.