AIとIoTを融合する未来社会においては、さらなる消費エネルギーの増大が懸念されており、社会基盤を支える革新的省電力情報処理・記憶素子や新機能デバイスの創出が喫緊の課題となっています。そこで電子の電荷に加えてスピンを用いることで、スピンMOSFETなどの超低消費電力デバイスやスピンLEDなどの新機能デバイスを従来の電子デバイスと融合することが期待されています。特に、ゲルマニウム(Ge)を半導体として用いることで、高い移動度による高性能化に加えて、光スピンデバイスへの応用が開かれることから国内外で盛んに研究が進められています。最近では室温でのスピン伝導が報告がされるのなど著しい発展が見られていますが、その一方で、社会実装に向けては強磁性体から半導体へのスピン注入やスピン伝導を低抵抗かつ高効率に行うことが課題であることが明らかになってきました。

本研究では、スピンMOSFETの実現に向けて、縦型ナノワイヤチャネルという革新的構造を採用することで、従来のバルクチャネルでは不可能な室温高性能動作が期待される縦型ナノワイヤスピンデバイスの基盤技術の確立を目標としています。具体的には、(1)Geナノワイヤの結晶成長技術の確立、(2)低抵抗スピン注入に必須の原子層ドーピング技術をナノワイヤにおいて確立、(3)ナノワイヤ上での高スピン偏極ホイスラー合金の結晶成長技術の確立、(4)縦型スピンデバイス作製プロセスの初期検討とスピン注入実験を行います。

参考URL

https://csrn.es.osaka-u.ac.jp/yamada_group/