ＩｎＡｓ　ヘテロ構造の核スピン制御の研究

InAs异质结构的核自旋控制研究

基本信息

批准号：
13J01770
负责人：
石倉丈継
金额：
$ 1.34万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

インジウム砒素量子井戸(InAs QW)への高効率なスピン注入とそのスピン輸送の解析を継続した。試作したNiFe/MgO/InAs QW面内スピンバルブの界面における電気伝導特性は明瞭なトンネル特性を示し、良質な界面が得られていることが分かった。その結果、伝導度ミスマッチの解消により、非局所スピンバルブ信号の解析からInAs QW中のスピン蓄積を実証した。しかしながら、非局所信号測定法において、バイアス電流による非局所電圧信号の大きなオフセットが検出されており、リーク電流によるものとみられていた。そのリーク電流により検出信号と注入電流との間の非局所性に矛盾が発生することで、異方性磁気抵抗（AMR）など強磁性電極中の抵抗変化による信号が非局所信号に含まれている可能性が懸念された。AMRの測定結果からMgOを用いていない試料ではAMR信号が観測されたことに対して、MgOを持つ試料では検出がされなかった。これは、AMR信号が強磁性電極の抵抗変化比で決まるのに対して、MgOトンネル障壁の大きなトンネル抵抗により、相対的にAMR由来の抵抗が小さくなることから説明することができる。これらの結果から、NiFe/MgO/InAs QW面内スピンバルブにおけるスピン蓄積信号の正当性を確認し発表した。（論文発表１）加え、NiFe/MgO/InAs QW面内スピンバルブにおけるスピン注入効率においての定量的な評価も行った。MgOトンネル障壁によるトンネル抵抗とInAs QWのスピン抵抗ミスマッチの緩和度の評価からおおむねMgOトンネル障壁により0.6から74%までスピン抵抗の整合性が改善されていることが分かった。

我们继续分析高效的自旋注射到砷酰胺量子孔（INAS QW）及其自旋运输中。 NIFE/MGO/INAS QW的界面上的电导率特性表现出清晰的隧道特性，并发现获得了高质量的界面。结果，通过消除电导率不匹配的非局部旋转阀信号的分析，证明了INAS QW中的自旋积累。但是，在非本地信号测量方法中，检测到由于偏置电流引起的非本地电压信号的大量偏移，并且据信是由于泄漏电流。这种泄漏电流会导致检测信号与注射电流之间的非局部性冲突，并且担心非局部信号可能包含由铁磁电极中电阻变化引起的信号，例如各向异性磁阻（AMR）。 AMR测量结果表明，在没有MGO的样品中观察到AMR信号，而未检测到具有MGO的样品。这可以通过以下事实来解释：虽然AMR信号取决于铁磁电极的电阻变化比，但MGO隧道屏障的大隧道电阻降低了从AMR造成的电阻相对较小。基于这些结果，确认并呈现了Nife/MGO/INAS QW内QW内QW内旋转信号的有效性。（论文介绍1）此外，还对Nife/Mgo/INAS QW内平面自旋阀的自旋注入效率进行定量评估。评估由MGO隧道屏障引起的隧道电阻的松弛程度以及INAS QW的自旋电阻不匹配表明MGO隧道屏障通常将自旋电阻一致性提高到0.6％至74％。