【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.21】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT0157

利用課題名 / Title

スピン流を用いた新機能デバイスの開発

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

X線回折/ X-ray diffraction,スピントロニクス/ Spintronics

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

犬飼 晃司

所属名 / Affiliation

JSR株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-202：高輝度In-plane型X線回折装置
UT-153：クロスセクションポリッシャー(CP)

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

スピン流は、電子のスピンを利用した情報の伝達手法であり、高速で低消費電力なデータ転送が期待されている。しかし、現在の材料ではスピン流の生成効率や伝播特性に課題がある。本研究では、より効率的にスピン流を生成し、流れやすい材料の開発に取り組んだ。

実験 / Experimental

スピン流材料薄膜として、スパッタ成膜装置で熱酸化膜付きSi基板/W(5nm)/CoFeB (1nm)/Ta(1nm)の積層膜を成膜条件を変えて作成した。ここでCoFeBは、デバイス作製後の電気特性測定時にWから流れるスピン流により磁化反転する。この磁化反転に必要な電流密度を測定することでスピン流材料の性能評価を行った。
ここでは、薄膜をXRD装置によるout-of-plane測定とクロスセクションポリッシャを用いて加工した薄膜断面の観察を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

薄膜のX線構造解析の結果、どのサンプルもWはβ-W相となっていることを確認できた。また、クロスセクションポリッシャした断面をSEMで観察したところ、成膜条件の違いによってW/CoFeB界面のラフネス大小が異なることを確認できた。これらのサンプルの磁化反転電流を測定したところ、W/CoFeB界面のラフネスが小さいサンプルほど、磁化反転に必要な電流密度が小さいことがわかった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

その他・特記事項: 該当なし

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件