【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NU0230
利用課題名 / Title
半導体におけるスピン物性評価
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya 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）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
熱処理, イオン注入,スピントロニクスデバイス/ Spintronics device,スピン制御/ Spin control,トポロジカル量子物質/ Topological quantum matter
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)
安藤 裕一郎
所属名 / Affiliation
京都大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
大島諒
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
坂下満男,中塚理,加藤剛志
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-201：イオン注入装置
NU-202：急速加熱処理装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
半導体を用いたスピントロニクスデバイスは次世代ロジックとして期待されている．我々はシリコンを用いたスピントロニクスデバイス開発のために，シリコン中のスピン輸送やスピン流ー電流変換現象について諸物性の開拓を行っている．本年度は，シリコン中の軌道角運動量のホール効果を解明するために，リンを高濃度ドープした試料の作製を行った．
実験 / Experimental
イオン注入装置を用い，SOI基板（シリコン層膜厚200nm）にリンをイオン注入し，膜厚の異なる高濃度ドープ層を作製した．その後活性化処理の為にRTAを用いて熱処理を行った．そのような基板を用い，基板上に軌道角運動量からのトルクを高感度に検出するニッケル膜を成膜し，高周波コプレーナウェーブガイドを配置したデバイスを作製した．
結果と考察 / Results and Discussion
高ドープシリコン層の伝導度は概ね想定通りのものであったため，モンテカルロシミュレーションでの設計値通りにドープされていることを確認し，活性化処理も十分であることが判明した．その後，軌道角運動量からのトルク測定を行うと，非常に高いトルク効率が確認でき，確かにシリコンにおいて軌道ホール効果が巨大であることが判明した．
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)
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