【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1132
利用課題名 / Title
酸化物半導体スピントロニクス微細素子の開拓
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
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）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（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
微細加工、スピントロニクス、ピン編極電流、,電子線リソグラフィ/ EB lithography,電子顕微鏡/ Electronic microscope,リソグラフィ/ Lithography,スピントロニクスデバイス/ Spintronics device
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)
大矢 忍
所属名 / Affiliation
東京大学工学系研究科電気系工学専攻
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-503：超高速大面積電子線描画装置
UT-855：高精細電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
強磁性材料から注入されるスピン偏極電流のデバイス応用を目指す。
実験 / Experimental
数十ナノメートルオーダーの微細な構造におけるスピン偏極電流のふるまいを調べるため、電子線描画装置を用いたデバイス作製と、SEMによる観察や伝導特性の評価を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
本研究では、酸化物基板上に作製された単結晶強磁性酸化物薄膜、Ge基板上に作製された金属薄膜を含む複数の材料を対象とし、電子線描画技術を用いて微細な構造を作製した。電子線量の適切な制御により、最小30 nm以下の微細構造の作製に成功した。また、電子線描画装置による露光プロセスの直後に走査型電子顕微鏡を用いた観察を行うことができたため、プロセスの評価を効果的に行うことが可能となった。今後はこの技術を利用し、更なる材料の探索を行いスピントランジスタ、スピンMOSFETとしてのデバイス応用を試みる。
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)
【既口頭発表】
大矢忍，鶴岡駿，金田昌也，新屋ひかり，福島鉄也，武田崇仁，但野由梨子，遠藤
達朗，Le Duc Anh，真砂啓，吉田博，田中雅明（招待講演）, "Fe/MgO電極をも
つGeナノチャネルデバイスにおけるd0強磁性を利用した巨大磁気抵抗スイッチ効
果", Spin-RNJシンポジウム2023, O-11, 東北大学, 宮城県仙台市, 2024年3月18日.
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)
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Masaya Kaneda, Giant Memory Function Based on the Magnetic Field History of Resistive Switching Under a Constant Bias Voltage, Advanced Functional Materials, 35, (2025).
DOI: 10.1002/adfm.202415648
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Shinobu Ohya, Colossal Magnetoresistive Switching Induced by d0 Ferromagnetism of MgO in a Semiconductor Nanochannel Device with Ferromagnetic Fe/MgO Electrodes, Advanced Materials, 36, (2024).
DOI: 10.1002/adma.202307389
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 大矢忍、遠藤達朗、中村葵、田中雅明（招待講演）, "強相関酸化物を用いたスピントランジスタ", 第72回応用物理学会春季学術講演会, 16p-K203-8, 東京理科大学野田キャンパス, 千葉県野田市, 2025年3月16日.
- 大矢忍（招待講演）, "強磁性体界面に起因した巨大抵抗応答を利用した磁気履歴メモリ", 学術変革B 超軌道分裂による新奇巨大界面応答 第３回成果報告会, , 東京大学, 東京都文京区, 2025年3月18日.
- 大矢忍、佐藤幸雄（招待講演）, "酸化物単結晶界面における巨大応答の実現と原理解明に向けて", 第18回物性科学領域横断研究会, , 神戸大学, 兵庫県神戸市, 2024年11月27日.
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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