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ハイテクノロジー

非磁性半導体/強磁性半導体ヘテロ接合で新しい電子伝導現象を発見 東京大学などの研究グループ 次世代スピントロニクス・デバイス実現に新たな道筋

[図1]電流を担う電子の波動関数は、InAs層中に存在し2次元電子となるが、量子力学的な効果により隣接するGaFeSb層(強磁性で磁化をもつ)にも一部が空間的に浸み出す(破線部分)。この電子の波動関数のGaFeSb側への浸み出しによって、電流と磁化の結合が生じ、結果として磁場を印加したときの電流の変化、すなわち磁気抵抗効果が得られる。また、外部からのゲート電圧Vgによって波動関数の位置を制御できるので、この結合そのものを電気的な手段で制御することが可能であり、Vgを変えると磁気抵抗効果の大きさが変調される。この結果は、磁性を持たない非磁性半導体中に、電圧を印加するという電気的な手段により磁気的な性質を付与できることを示す[図1]電流を担う電子の波動関数は、InAs層中に存在し2次元電子となるが、量子力学的な効果により隣接するGaFeSb層(強磁性で磁化をもつ)にも一部が空間的に浸み出す(破線部分)。この電子の波動関数のGaFeSb側への浸み出しによって、電流と磁化の結合が生じ、結果として磁場を印加したときの電流の変化、すなわち磁気抵抗効果が得られる。また、外部からのゲート電圧Vgによって波動関数の位置を制御できるので、この結合そのものを電気的な手段で制御することが可能であり、Vgを変えると磁気抵抗効果の大きさが変調される。この結果は、磁性を持たない非磁性半導体中に、電圧を印加するという電気的な手段により磁気的な性質を付与できることを示す

 東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻の瀧口耕介大学院生、Le  Duc Anh助教、田中雅明教授、同物理工学専攻の小山知弘助教(研究当時)、千葉大地准教授(研究当時)、福島工業高等専門学校の千葉貴...  (つづく)
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