JP6236791B2 - スピン注入電極構造及びそれを用いたスピン伝導素子 - Google Patents
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Description
シリコン基板、シリコン酸化膜(膜厚200nm)、及びシリコン膜(膜厚100nm)からなるSOI基板を準備した。シリコン膜に導電性を付与するためのドーパントをイオン注入し、900℃のアニールを行い、拡散・活性化させることにより、キャリア濃度が5.0×1019cm−3の均一ドーピングされたシリコンチャンネル層を形成した。
実験例2では、実験例1におけるトンネルバリア層を、酸化アルミニウムを主成分とし、マグネシウムイオンが含有されてなるような構成に変更した以外は、実験例1と同様の手順により、サンプルを作製した。成膜後、実験例1と同様の評価により、いずれのサンプルにおいてもトンネルバリア層は立方晶系のスピネル型結晶構造を有する結晶相を含んでおり、シリコン上でエピタキシャル成長していることを確認した。得られたサンプルは、実験例1と同様の方法で測定を行い、評価した。その結果を表2に示す。
比較例1では、実験例1のサンプル#10の組成で、成膜前のフラッシング処理をせずにトンネルバリア層を成膜することによりサンプルを作製した。成膜後、実験例1と同様の評価により、トンネルバリア層がアモルファスであることを確認した。得られたサンプルは、実験例1と同様の方法で測定を行い、評価した。面積抵抗は3.19kΩ・μm2、非局所出力は検出されなかった。
比較例2では、実験例2のサンプル#30の組成で、成膜前のフラッシング処理をせずにトンネルバリア層を成膜することによりサンプルを作製した。成膜後、実験例1と同様の評価により、トンネルバリア層がアモルファスであることを確認した。得られたサンプルは、実験例1と同様の方法で測定を行い、評価した。面積抵抗は3.45kΩ・μm2、非局所出力は検出されなかった。
1 …スピン伝導素子
10 …基板
11 …シリコン酸化膜
12 …シリコンチャンネル層
13A、13B …トンネルバリア層
14A …第一強磁性層
14B …第二強磁性層
15A …第一非磁性電極
15B …第二非磁性電極
70 …電流源
80 …出力測定器
Claims (3)
- 半導体チャンネル層と、前記半導体チャンネル層上に形成されたトンネルバリア層と、前記トンネルバリア層上に形成された強磁性層と、を備えており、前記トンネルバリア層は、立方晶系のスピネル型結晶構造を有する酸化アルミニウムを主成分とし、主成分である前記酸化アルミニウムに、亜鉛イオンが置換固溶しており、前記トンネルバリア層における亜鉛イオンの陽イオン分率が10〜30mol%の範囲であることを特徴とするスピン注入電極構造。
- 半導体チャンネル層と、前記半導体チャンネル層上に形成されたトンネルバリア層と、前記トンネルバリア層上に形成された強磁性層と、を備えており、前記トンネルバリア層は、立方晶系のスピネル型結晶構造を有する酸化アルミニウムを主成分とし、主成分である前記酸化アルミニウムに、マグネシウムイオンが置換固溶しており、前記トンネルバリア層におけるマグネシウムイオンの陽イオン分率が20〜30mol%の範囲であることを特徴とするスピン注入電極構造。
- 請求項1または2に記載されたスピン注入電極構造からなるスピン注入電極と、スピンを検出するスピン検出電極とを備えたスピン伝導素子。
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