課題番号 ：S-17-OS-0046
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：低RAショットキートンネル接合を用いた次世代Geスピンデバイスの創成
Program Title (English)　：Next generation Ge spin devices with low RA Schottky tunnel junction
利用者名（日本語） ：山田道洋, 沖宗一郎
Username (English) ：M. Yamada, S. Oki
所属名（日本語） ：大阪大学, 基礎工学研究科, システム創成専攻
Affiliation (English) ：Dep. Systems Innovation, Grad. School of Engineering, Osaka University
キーワード／Keyword　　　 ：Spintronics, Germanium, spin transport, Reactive ion etching

１．概要（Summary）
　電子・光デバイスをSiプラットフォームで実現可能な材料としてGeが注目を集めている．最近，我々は低RA強磁性電極を用いて室温でのGeへのスピン注入・伝導の観測に成功した．現在，光デバイス・電子デバイスとの融合に向けて，SiGeへのスピン注入にも取り組んでいる．しかし，これまでの素子作製プロセスにおいてはArイオンミリングを用いており，光デバイスへの発展研究やデバイスの微細化に向けて，加工時に導入される欠陥などの影響が懸念されていた．本課題においては，反応性イオンエッチングを用いることにより，欠陥の導入を抑えることに取り組んだ．
２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
S13 反応性イオンエッチング装置，
S17 接触式膜厚測定器
【実験方法】
はじめに，分子線エピタキシ (MBE)法を用いて，高抵抗Si(111)基板上に低温Ge成長層(350 oC, ~30 nm)並びに高温成長層(700 oC, ~500 nm)を成長した．その上に，スピン伝導層としてSiGe層を350 oC, ~70 nm成長した．その後，スピン注入源として用いる強磁性金属（Co2FeAl0.5Si0.5）を低温MBE法により成長した．成膜後の試料を電子線リソグラフィー，Arイオンミリング，反応性イオンエッチング(RIE)により横型スピンバルブ素子へと加工した．
３．結果と考察（Results and Discussion）
Fig. 1(a)に，今回MBEで作製したSi(111)基板上のGe成長層をRIEによりエッチングした際のエッチング深さとエッチング時間の関係を示す．エッチング深さは接触式膜厚測定器により評価した．この結果から150 s程度のエッチングを行うことで，成長層を削り切りメサ構造を作製できることがわかった．RIEを用いて作製した横型スピンバルブ素子の顕微鏡像をFig. 1(b)に示す．今後，この素子を用いて，電気的・光学的スピン伝導実験を行い，評価を行う．
４．その他・特記事項（Others）
・謝辞
　本成果は文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム（大阪大学ナノテクノロジー設備供用拠点）[S-17-OS-0046]の支援を受けて実施されました．機器の利用に際しましては，法澤公寛博士にご指導賜りました．ここに，深く感謝いたします．
・競争的資金
　科研費　基盤研究A，研究スタートアップ支援
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
「なし．」
６．関連特許（Patent）
「なし．」