Pham Nam Hai Research Group

東京工業大学の『顔』東工大の研究者たち」にPham准教授のインタビューが掲載されました。

＜日本語版＞
半導体のパラダイムシフトを起こす「スピントロニクス」に賭ける

＜English＞
Boosting functionality of semiconductors with spintronics

第６４回応用物理学会春季学術講演会で、D2のHiep君、D1のKhang君、M2の大塚君、B4の八尾君、共同研究者のNguyen氏が下記の発表を行います。

[14p-P10-12] Electrical properties of Bi1-xSbx spin Hall thin films grown on GaAs(111)A substrates
〇八尾 健一郎、植田 裕吾、ゲィン フン ユイ カン、ファム ナム ハイ

[14p-P10-84] Spin valve effect in Si-based spin valve devices with a nano-scale Si channel
〇Duong Dinhhiep、Tanaka Masaaki、Pham Namhai

[14p-P10-87] Growth and characterization of MnGa thin films on BiSb topological insulator
〇Khang Nguyen HuynhDuy、Hai Pham Nam

[15a-501-1] Bias and temperature dependence of giant magnetoresistance in (In,Fe)As/(Ga,Fe)Sb spin diode
〇大塚 友絢、荒川 雄斗、西嶋 健人、田中 雅明、ファム ナムハイ

[15a-501-2] High-temperature ferromagnetism in a new n-type Fe-doped ferromagnetic semiconductor (In,Fe)Sb
〇Nguyen Tu Thanh、Pham Nam Hai、Le Duc Anh、Tanaka Masaaki

一方、米国物理学会(APS)にて、共同研究者のAnh氏が下記の発表を行います。

E42.00008: Observation of large spin splitting in the conduction band of n-type ferromagnetic semiconductor (In,Fe)As
Le Duc Anh , Pham Nam Hai , Masaaki Tanaka

Pham准教授は鉄系強磁性半導体の提言、材料開発、物性解明およびデバイス実証に関する業績が評価され、丸文研究奨励賞を受賞しました。

応用物性の代表的な学術誌Applied Physics Lettersの発表によると、室温強磁性半導体(Ga,Fe)Sbを報告した下記の論文が2016年度のニュース発表付きのmost read articlesにランクインしました。

High-temperature ferromagnetism in heavily Fe-doped ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb
Nguyen Thanh Tu, Pham Nam Hai, Le Duc Anh, Masaaki Tanaka

ちなみに、磁性分野には、2件のみがランクインしています。もう一件は熱アシスト磁気記録で10 Terabit/in²を報告した論文です。また、本論文は応用物性のすべての研究領域(半導体、磁性、光など。。）において日本からの唯一ランキングに入った論文です。

Pham研究室と東京大学の田中雅明研究室との共同研究成果が英国のNature Communications誌に掲載されました。

Le Duc Anh, Pham Nam Hai, Masaaki Tanaka, “Observation of spontaneous spin-splitting in the band structure of an n-type zinc-blende ferromagnetic semiconductor”, Nature Communications 7, 13810 (2016)

本研究は当時(2012年）不可能とされてきたN型電子誘起強磁性半導体(In,Fe)Asの実現に成功したが、理論的な予測よりも数100倍以上大きいなキュリー温度を示したため、長い間そのメカニズムが理解されていなかった。

今回の研究では、(In,Fe)Asを含むスピン江崎ダイオードを作製し、トンネル分光法を用いることによって、(In,Fe)Asの伝導帯の自発スピン分裂を観測できたとともに、従来の標準理論ではこのような自発スピン分裂とキュリー温度を同時に説明できないことを示し、従来の標準理論には欠陥があることを明らかにした。従って、本研究成果は強磁性半導体の物性および半導体スピンデバイスの研究に新しい知見を与えることができた。

図(a)-(d)スピン江崎ダイオードにおけるトンネル分光法を用いたスピン分裂の直接観測。点線がアップスピンとダウンスピンバンドの位置を示す。(e)スピン分裂エネルギーの温度依存性。点線は理論曲線である。

東工大ニュース

スピン自由度を用いた次世代半導体デバイス実現へ大きな進展

電気電子系ニュース

強磁性半導体において大きなスピン分裂をもつ電子のエネルギー状態を初めて観測

日経テクノロジonline記事

東大と東工大、スピン自由度利用の半導体デバイスに向け成果

EETimes Japan

n型強磁性半導体を作製、伝導帯にスピン分裂

D2のHiep君の研究成果がAppl. Phys. Lett.誌に掲載されました。

Duong Dinh Hiep, Masaaki Tanaka, Pham Nam Hai, “Spin transport in nanoscale Si-based spin-valve devices”, Appl. Phys. Lett. 109, 232402 (2016).

今回の研究はチャンネル長が20nmという世界最小のSiスピンバルブ構造を作製でき、最大で13mVのスピン出力電圧が得られました。この値は従来の研究に対して、約10~1000倍大きい。今後にゲート電極を追加し、ナノサイズのSiスピントランジスタの作製を目指す。

図(a)Siのスピンバルブ構造。強磁性電極FeからMgOトンネル障壁を介してSiチャンネルにスピン注入して、もう一つの強磁性電極Feでスピンを検出する。(b)試作したデバイスの走査型電子顕微鏡像。両強磁性電極の磁化平行・反平行時の電圧の差が最大13 mVと従来の研究よりも10倍~1000倍大きい。

M2の大塚君と吉田君、共同研究者のAnh氏が米国で開催される61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materialsで、下記の発表を行います。

[EF-06] Giant spin-valve effect in (Ga,Fe)As/(In,Fe)As spin diodes.

Y. Otsuka, Y. Arakawa, M. Tanaka, P. Nam Hai.

[ES-07] High Temperature Ferromagnetism in (In,Fe)As Grown on Vicinal GaAs Susbtrates.

M. Yoshida, A. Nagamine, M. Tanaka, P. Nam Hai.

[EE-01] (Invited) N-type carrier-induced ferromagnetic semiconductor and electrical control of ferromagnetism by wavefunction engineering.

L. D. Anh, P. N. Hai, Y. Kasahara, Y. Iwasa, M. Tanaka.

一方、Pham准教授はHanoiで開催されるInternational Workshop on Advanced Materials and Nanotechnology 2016 (IWAMN 2016)で、下記の招待講演を行います。

(Invited) High-performance Fe-doped ferromagnetic semiconductors.

P. N. Hai, L. D. Anh, N. T. Tu, M. Tanaka.

SSDM2016国際学会で、D2のHiep君が下記の発表を行いました。

[PS-12-03] Spin-valve Effect in Nanoscale Si-based Devices with Ferromagnetic Electrodes
○ D.H. Duong , M. Tanaka, N.H. Pham

M2の植田君と共同研究者のTu氏がフランスのモンペリエに開催されている国際学会MBE2016 (19th International Conference on Molecular Beam Epitaxy)で下記の研究成果を発表します。

[Th‐B11] Epitaxial Growth and Characterization of Bi1‐xSbx Spin Hall Alloy on GaAs(111) Substrates
Yugo Ueda and Pham Nam Hai

[Tu‐C4] High‐Temperature Ferromagnetism in Heavily Fe‐doped Ferromagnetic Semiconductor (Ga,Fe)Sb
Nguyen Thanh Tu, Pham Nam Hai, Le Duc Anh, and Masaaki Tanaka

第77回応用物理学会秋季学術講演会で、M1の荒川君、共同研究者のAnh氏、共同研究者の坂本氏が下記の発表を行います。

[14a-C41-12] Giant spin dependent transport characteristics in Fe-doped ferromagnetic semiconductor p-n junctions
〇Yuto Arakawa、Tomohiro Otsuka、Masaaki Tanaka、Pham Nam Hai

[14p-C41-2] Bias-dependent magneto-conductance in n-type ferromagnetic semiconductor (In,Fe)As-based Esaki diodes
〇Anh Duc Le、Nam Hai Pham、Masaaki Tanaka

[14a-C41-10] Electronic Structure of the p-type Ferromagnetic Semiconductor (Ga,Fe)Sb
〇(D)Shoya Sakamoto、Thanh Tu Nguyen、Yukiharu Takeda、Shin-ichi Fujimori、Nam Hai Pham、Duc Anh Le、Yuki Wakabayashi、Goro Shibata、Masafumi Horio、Keisuke Ikeda、Yuji Saitoh、Hiroshi Yamagami、Masaaki Tanaka、Atsushi Fujimori