みんなの科学ニュース:世界初!磁石の性質を持つ半導体が高温環境でも動いた!

未来のスマホやコンピューターに革命をもたらす新材料とは?について、みんなの科学ニュースが掲載されました。

国際学会SSDM2025で発表

Pacifico Yokohamaで開催された国際学会SSDM2025でD1の加々美君が下記の発表を行いました。本研究成果はウェスタンデジタル社との共同研究の成果です。

[D-1-04 (Late News)]
Fabrication and Evaluation of Topological Semimetal YPtBi/Ta/CoFeB Junctions with High Spin Hall Angle for SOT-MRAM
〇Sho Kagami, Reo Yamamoto, Zhang Ruixian, Ken Ishida, Quang Le, Brian York, Cherngye Hwang, Xiaoyong Liu, Son Le, Maki Maeda, Tuo Fan, Yu Tao, Hisashi Takano, Pham Nam Hai

2025年秋季応用物理学会学術講演会で発表

名城大学天白キャンパスで開催された2025年秋季応用物理学会学術講演会でD1のThuan君が下記の発表を行いました。本研究成果は日本サムスン社との共同研究の成果です。

[8p-N303-11] Large spin Hall effect in BiSb topological insulator and perpendicularly magnetized CoFeB heterojunctions with oxide buffer and interfacial layers
〇(D)Thuan Van Pham, Hoang Huy Ho, Wentao Li, S. Takahashi, Y. Kato, S. Hirayama, Nam Hai Pham

SPIE Spintronics XVIIIで招待講演

ファム教授はSPIE Spintronics XVIIIで下記の招待講演を行いました。

[13586-39] (Invited Paper) Device applications of the giant direct and inverse spin Hall effect in BiSb topological insulator
Author(s): Pham Nam Hai, Institute of Science Tokyo (Japan)

TMRC2025国際学会で発表

D4のZhang君が磁気記録の国際学会TMRC2025で下記の発表を行いました。本研究はウェスタンデジタル社との共同研究の成果です。

[P2-10] Zhang Ruixian, Quang Le, XiaoYong Liu, Lei Xu, Brian R.York, Cherngye Hwang, Son Le, Maki Maeda, Tuo Fan, Yu Tao, Hisashi Takano, Min Liu, Shota Namba, Pham Nam Hai. “Impact of Metal, Oxide, and Hybrid Metal-Oxide Interlayers on Spin Hall Effect in BiSb Topological Insulator and Magnetic Interfaces”, The Magnetic Recording Conference (TMRC 2025), Aug. 2025.

ファム教授がScience Tokyo Gap Fund研究者ピッチ2025のAudience Awardを受賞

ファム教授はScience Tokyo Gap Fund研究者ピッチ2025において、会場投票によって決まるAudience Awardを受賞しました。

論文掲載・プレスリリース:強磁性半導体の世界最高のキュリー温度を実現

強磁性半導体(Ga,Fe)Sbにおいて、世界最高のキュリー温度(530 K)を実現した研究成果はApplied Physics Letters誌に掲載されました。

Pham Nam Hai, Ken Takabayashi, Kota Ejiri, and Masaaki Tanaka, “Very high Curie temperature (470–530 K) in (Ga,Fe)Sb ferromagnetic semiconductor grown by step-flow mode on vicinal GaAs substrates”, Appl. Phys. Lett. 126, 162407 (2025).

強磁性半導体は半導体と磁性体の両方の特徴を有する材料で、半導体デバイスと磁性デバイスの機能性を融合するスピン機能半導体デバイスの実現に寄与すると期待されています。今までに (Ga,Fe) Sb強磁性半導体において達成できたキュリー温度は最高で420 K (147 ℃)でした。この値は室温より高いものですが、室温でスピン機能の半導体デバイスを安定的に動作させるためには、不十分です。また、添加したFe原子あたりの磁気モーメントが2~3 ボーア磁子程度であり、理想的な値の5ボーア磁子よりも小さいことから、添加したFe原子がすべて活性化しない(磁性へ貢献しない)ことが分かります。従って、室温でスピン機能の半導体デバイスを安定的に動作させるためには、強磁性半導体の高品質化(キュリー温度の増大、ボーア磁子の増大)の手法を開発する必要があると考えました。そこで、本研究では、ステップフロー成長法を用いて、高濃度のFe添加でも、高い結晶性を有する (Ga,Fe) Sb強磁性半導体を作製しました。この方法で作製した (Ga,Fe) Sbのキュリー温度は530 K(257℃)に達成し、従来の方法で作製したものよりも大幅にキュリー温度を上昇させることができました。さらに、室温におけるFe原子あたりの磁気モーメントは、従来よりも2倍大きい4.5ボーア磁子を達成しました。本研究成果は、室温で動作可能な低消費電力スピン機能半導体デバイスの実現に寄与すると考えられます。

図(a)作製したサンプルの断面構造。(b)電子顕微鏡像

プレスリリース:強磁性半導体の世界最高のキュリー温度を実現

Press release: Achieving a Record-High Curie Temperature in Ferromagnetic Semiconductor

論文掲載:トポロジカル半金属YPtBiにおけるPtとBi組成の役割を解明

トポロジカル半金属YPtBiにおけるPtとBi組成の役割を解明した研究成果がJapanese Journal of Applied Physicsに掲載されました。本研究はウェスタンデジタル社との共同研究の成果です。

Sho Kagami, Ohiro Fujie, Daiki Ito, Quang Le, Brian York, Cherngye Hwang, Xiaoyong Liu, Son Le, Maki Maeda, Tuo Fan, Yu Tao, Hisashi Takano and Pham Nam Hai, “Role of Pt and Bi on the giant spin Hall effect in topological semimetal YPtBi”, Jpn. J. Appl. Phys. 64, 053001 (2025).

論文掲載:トポロジカル絶縁体BiSbの(012)高配向およびエピタキシャル膜における熱処理効果とスピンホール効果

トポロジカル絶縁体BiSbの(012)高配向およびエピタキシャル膜における熱処理効果とスピンホール効果に関する研究成果がJapanese Journal of Applied Physics誌に掲載されました。本研究はウェスタンデジタル社との共同研究成果です。

Quang Le, Brian R. York, Cherngye Hwang, Xiaoyong Liu, Lei Xu, Son Le, Maki Maeda, Tuo Fan, Yu Tao, Hisashi Takano, Min Liu, Zhang Ruixian, Shota Namba and Pham Nam Hai, “Thermal reliability and spin Hall angle of highly textured and epitaxial Bi0.9Sb0.1(012) topological insulator”, Jpn. J. Appl. Phys. 64, 043001 (2025).

国際学会IcAUMS2025で発表

Pham教授、博士課程のHu Yifan君、Liu Min君、加々美君、修士課程のLi君、OBのTuo Fan氏が沖縄で開催された国際学会IcAUMS2025で下記の発表を行いました。

[22aPS-3] Y. Hu, K. Sato, R. Zhang, K. Ishida, P. N. Hai, “Growth of Co thin Films with Low Roughness by ALD for 3D Magnetic Memory”.

[22aB-3] W. Li, H. Ho Hoang, S. Takahashi, Y. Hirayama, Y. Kato, P. N. Hai, “Growth of Highly Textured BiSb Topological Insulator on Si/SiOx substrates for Spin-Orbit Torque Devices Using TiOx/ MgO Buffer Layers”.

[22pC-3] M. Liu, R. Zhang, Q. Le, B. York, C. Hwang, X. Liu, M. Gribelyuk, X. Xu, S. Le, M. Maeda, F. Tuo, Y. Tao, H. Takano, P. N. Hai, “Spin Hall sensor using topological insulator”.

[22pB-9] S. Kagami, O. Fujie, D. Ito, Q. Le, B. York, C. Hwang, X. Liu, S. Le, M. Maeda, T. Fan, Y. Tao, H. Takano, P. N. Hai, “Role of Pt and Bi on the giant spin Hall effect in topological semimetal YPtBi”.

[22pB-10] F. Tuo, Q. Le, B. R. York, C. Hwang, X. Liu, M. A. Gribelyuk, S. Le, L. Xu, J. James, J. Ortega, M. Maeda, Y. Tao, H. Takano, M. Liu, R. Zhang, S. Namba, P. N. Hai, “Doped BiSbX Topological Insulator For Spin-Orbit Torque Devices”.

[22pB-12] P. N. Hai, K. Ishida, K. Sato, “Spin Hall effect in Platinum deposited by atomic layer deposition for 3D spin-orbit torque devices”.

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