阪大ら,Ge素子で室温でのスピン流伝導を実証


大阪大学と東京都市大学の研究グループは,高性能なスピントロニクス材料(ホイスラー合金)とゲルマニウムへの原子層不純物ドーピング技術を併用した独自のスピン注入・検出技術により,次世代の半導体チャネル材料として応用が期待されているゲルマニウム(Ge)を用いた微小素子における「室温スピン伝導」を実証した(ニュースリリース)。

これまで,研究グループは,ゲルマニウム中にスピン流を高効率に生成し,輸送・操作・検出するという成果を報告してきたが,そのスピン伝導現象の観測は室温以下の低温に限られていた。

今回の研究では,理論的にスピン伝導を考察し,共同グループの有する技術を結集してスピン注入電極の特性を制御し,ゲルマニウム素子中のスピン検出感度を向上させた結果,スピン伝導実証温度が格段に上昇した。

これは,次世代のゲルマニウムエレクトロニクス技術にスピントロニクス技術を融合し,半導体素子の高速化と低消費電力化の両立への道を切り拓く成果。また,研究グループが作製する素子構造は,従来のトンネル障壁層を用いる素子構造に比べて低い接合抵抗値を実現できるため,低電圧駆動素子の実証も期待されるとしている。

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