リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

大学・研究所にある論文を検索できる 「Significant effect of interfacial spin moments in ferromagnet-semiconductor heterojunctions on spin transport in a semiconductor」の論文概要。リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

コピーが完了しました

URLをコピーしました

論文の公開元へ論文の公開元へ
書き出し

Significant effect of interfacial spin moments in ferromagnet-semiconductor heterojunctions on spin transport in a semiconductor

Naito, T. 大阪大学

2022.05.13

概要

Using controlled ferromagnet (FM) -semiconductor (SC) interfaces in SC-based lateral spin-valve (LSV) devices, we experimentally study the effect of interfacial spin moments in FM-SC heterojunctions on spin transport in SC. First-principles calculations predict that the spin moment of FM-SC junctions can be artificially reduced by inserting 3d transition metal V, Cr, or Cu atomic layers between FM and SC. When all-epitaxial FM-SC Schottky-tunnel contacts with a 0.4-0.5-nm-thick V, Cr, or Cu interfacial layer are formed, we find that the spin signals in FM-SC LSV devices are significantly decreased at 8 K. When we increase the interfacial spin moment by inserting an ∼0.3-nm-thick Co layer between FM and SC, the spin signals at 8 K are significantly enhanced again. From these experiments, we conclude that the interfacial spin moments at FM-SC interfaces are one of the important factors to achieve large spin signals even in SC-based spintronic devices.

この論文で使われている画像

参考文献

[1] S. S. P. Parkin, C. Kaiser, A. Panchula, P. M. Rice, B. Hughes, M. Samant, and S.-H. Yang, Nat. Mater. 3, 862 (2004).

[2] S. Yuasa, T. Nagahama, A. Fukushima, Y. Suzuki, and K. Ando, Nat. Mater. 3, 868 (2004).

[3] S. Ikeda, K. Miura, H. Yamamoto, K. Mizunuma, H. D. Gan, M. Endo, S. Kanai, J. Hayakawa, F. Matsukura, and H. Ohno, Nat. Mater. 9, 721 (2010).

[4] R. Shan, H. Sukegawa, W. H. Wang, M. Kodzuka, T. Furubayashi, T. Ohkubo, S. Mitani, K. Inomata, and K. Hono, Phys. Rev. Lett. 102, 246601 (2009).

[5] M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, F. NguyenVan Dau, F. Petroff, P. Etienne, G. Creuzet, A. Friederich, and J. Chazelas, Phys. Rev. Lett. 61, 2472 (1988).

[6] W. P. Pratt, Jr., S.-F. Lee, J. M. Slaughter, R. Loloee, P. A. Schroeder, and J. Bass, Phys. Rev. Lett. 66, 3060 (1991).

[7] K. M. Schep, P. J. Kelly, and G. E. W. Bauer, Phys. Rev. Lett. 74, 586 (1995).

[8] M. D. Stiles and D. R. Penn, Phys. Rev.B 61, 3200 (2000).

[9] T. Nagahama, S. Yuasa, E. Tamura, and Y. Suzuki, Phys. Rev. Lett. 95, 086602 (2005).

[10] F. Greullet, C. Tiusan, F. Montaigne, M. Hehn, D. Halley, O. Bengone, M. Bowen, and W. Weber, Phys. Rev. Lett. 99, 187202 (2007).

[11] X. Feng, O. Bengone, M. Alouani, I. Rungger, and S. Sanvito, Phys. Rev.B 79, 214432 (2009).

[12] Y. Wang, X. F. Han, and X.-G. Zhang, Appl. Phys. Lett. 93, 172501 (2008).

[13] T. Saito, T. Katayama, T. Ishikawa, M. Yamamoto, D. Asakura, T. Koide, Y. Miura, and M. Shirai, Phys. Rev. B 81, 144417 (2010).

[14] Y. Miura, K. Abe, and M. Shirai, Phys. Rev. B 83, 214411 (2011).

[15] T. Yamamoto, T. Nozaki, K. Yakushiji, S. Tamaru, H. Kubota, A. Fukushima, and S. Yuasa, Acta Mater. 216, 117097 (2021).

[16] K. Z. Suzuki, T. Ichinose, S. Iihama, R. Monma, and S. Mizukami, Appl. Phys. Lett. 118, 172412 (2021).

[17] J. W. Jung, Y. Sakuraba, T. T. Sasaki, Y. Miura, and K. Hono, Appl. Phys. Lett. 108, 102408 (2016).

[18] B. Büker, J. W. Jung, T. Sasaki, Y. Sakuraba, Y. Miura, T. Nakatani, A. Hütten, and K. Hono, Phys. Rev. B 103, L140405 (2021).

[19] X. Lou, C. Adelmann, S. A. Crooker, E. S. Garlid, J. Zhang, K. S. M. Reddy, S. D. Flexner, C. J. Palmstrøm, and P. A. Crowell, Nat. Phys. 3, 197 (2007).

[20] T. A. Peterson, S. J. Patel, C. C. Geppert, K. D. Christie, A. Rath, D. Pennachio, M. E. Flatté, P. M. Voyles, C. J. Palmstrøm, and P. A. Crowell, Phys. Rev. B 94, 235309 (2016).

[21] I. Appelbaum, B. Huang, and D. J. Monsma, Nature (London) 447, 295 (2007).

[22] R. Jansen, Nat. Mater. 11, 400 (2012).

[23] Y. Zhou, W. Han, L.-T. Chang, F. Xiu, M. Wang, M. Oehme, I. A. Fischer, J. Schulze, R. K. Kawakami, and K. L. Wang, Phys. Rev. B 84, 125323 (2011).

[24] K. Hamaya, Y. Fujita, M. Yamada, M. Kawano, S. Yamada, and K. Sawano, J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 393001 (2018).

[25] Y. Ebina, T. Akiho, H. Liu, M. Yamamoto, and T. Uemura, Appl. Phys. Lett. 104, 172405 (2014).

[26] B. Kuerbanjiang, Y. Fujita, M. Yamada, S. Yamada, A. M. Sanchez, P. J. Hasnip, A. Ghasemi, D. Kepaptsoglou, G. Bell, K. Sawano, K. Hamaya, and V. K. Lazarov, Phys. Rev. B 98, 115304 (2018).

[27] A. Rath, C. Sivakumar, C. Sun, S. J. Patel, J. S. Jeong, J. Feng, G. Stecklein, P. A. Crowell, C. J. Palmstrøm, W. H. Butler, and P. M. Voyles, Phys. Rev.B 97, 045304 (2018).

[28] Y. Fujita, M. Yamada, M. Tsukahara, T. Naito, S. Yamada, K. Sawano, and K. Hamaya, Phys. Rev. B 100, 024431 (2019).

[29] R. Jansen, A. Spiesser, H. Saito, Y. Fujita, S. Yamada, K. Hamaya, and S. Yuasa, Phys. Rev. Appl. 10, 064050 (2018).

[30] E. Fourneau, A. V. Silhanek, and N. D. Nguyen, Phys. Rev. Appl. 14, 024020 (2020).

[31] Y. Fujita, M. Yamada, M. Tsukahara, T. Oka, S. Yamada, T. Kanashima, K. Sawano, and K. Hamaya, Phys. Rev. Appl. 8, 014007 (2017).

[32] T. Naito, M. Yamada, S. Yamada, K. Sawano, and K. Hamaya, Phys. Rev. Appl. 13, 054025 (2020).

[33] M. Yamada, Y. Fujita, M. Tsukahara, S. Yamada, K. Sawano, and K. Hamaya, Phys. Rev. B 95, 161304(R) (2017).

[34] M. Yamada, T. Ueno, T. Naito, K. Sawano, and K. Hamaya, Phys. Rev.B 104, 115301 (2021).

[35] P. Li, Y. Song, and H. Dery, Phys. Rev.B 86, 085202 (2012).

[36] J-M. Tang, B. T. Collins, and M. E. Flatté, Phys. Rev. B 85, 045202 (2012).

[37] Y. Song, O. Chalaev, and H. Dery, Phys. Rev. Lett. 113, 167201 (2014).

[38] M. Yamada, F. Kuroda, M. Tsukahara, S. Yamada, T. Fukushima, K. Sawano, T. Oguchi, and K. Hamaya, NPG Asia Mater. 12, 47 (2020).

[39] M. Yamada, Y. Shiratsuchi, H. Kambe, K. Kudo, S. Yamada, K. Sawano, R. Nakatani, and K. Hamaya, J. Appl. Phys. 129, 183901 (2021).

[40] M. Yamada, K. Sawano, M. Uematsu, and K. M. Itoh, Appl. Phys. Lett. 107, 132101 (2015).

[41] H. Akai, J. Phys. Soc. Jpn. 51, 468 (1982).

[42] J. Korringa, Physica 13, 392 (1947).

[43] W. Kohn and N. Rostoker, Phys. Rev. 94, 1111 (1954).

[44] J. F. Janak, V. L. Moruzzi, and A. R. Williams, Phys. Rev. B 12, 1257 (1975).

[45] A. Masago, H. Shinya, T. Fukushima, K. Sato, and H. Katayama-Yoshida, Appl. Phys. Express 14, 091007 (2021).

[46] C. L. Fu, A. J. Freeman, and T. Oguchi, Phys. Rev. Lett. 54, 2700 (1985).

[47] K. Sawano, Y. Hoshi, S. Kubo, K. Arimoto, J. Yamanaka, K. Nakagawa, K. Hamaya, M. Miyao, and Y. Shiraki, Thin Solid Films 613, 24 (2016).

[48] Q. Chen and Z. Jin, Metall. Mater. Trans. A 26, 417 (1995).

[49] V. Kuncser, W. Keune, U. von Hörsten, G. Schinteie, N. Stefan, P. Palade, and G. Filoti, Thin Solid Films 518, 5981 (2010).

[50] M. Sun, A. Rauf, Y. Zhang, G. Sha, G. Peng, Z. Yu, C. Guo, Y. Fang, S. Lan, T. Feng, H. Hahn, and H. Gleiter, Mater. Res. Lett. 6, 55 (2018).

[51] F. J. Jedema, H. B. Heersche, A. T. Filip, J. J. A. Baselmans, and B. J. van Wees, Nature (London) 416, 713 (2002).

[52] Z. G. Yu and M. E. Flatté, Phys. Rev. B 66, 235302 (2002).

[53] K. Kudo, M. Yamada, S. Honda, Y. Wagatsuma, S. Yamada, K. Sawano, and K. Hamaya, Appl. Phys. Lett. 118, 162404 (2021).

[54] K. Masuda, T. Tadano, and Y. Miura, Phys. Rev. B 104, L180403 (2021).

参考文献をもっと見る

全国の大学の
卒論・修論・学位論文

一発検索!

この論文の関連論文を見る