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Akinaga Hiroyuki

Faculty of Information Science and TechnologyProfessor
Institute for Frontier Education and Research on SemiconductorsProfessor

Hiroyuki (Hiro) Akinaga was born in Tokyo, Japan, on June 27th, 1964. He received the B.E., M.E. and Ph. D. degrees from the University of Tsukuba, Ibaraki, Japan, in 1987, 1989 and 1992, respectively. From 1992 to 2002, he was a Research Scientist at the Joint Research Center for Atom Technology of National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Ibaraki, Japan. From 1997 to 1998, he was a Visiting Scientist at Imec, Leuven, Belgium. He was appointed to a professorship in the University of Tokyo (2001), Tokyo Institute of Technology (2002-2004), and Osaka University (2008, 2010). Currently, he is Principal Research Manager, Nanoelectronics Research Institute, AIST. He is also a Convener, TC113 (Nanotechnology standardization for electrical and electronic products and systems), International Electrotechnical Commission (IEC), a project PI of “Research and Development of Artificial Neural Network system for Inference” of New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) and a Deputy Research Supervisor of Strategic Basic Research Programs, “Scientific Innovation for Energy Harvesting Technology”, of Japan Science and Technology Agency (JST). His current interests include Nano-electronics and Open innovation platform.

Researcher basic information

■ Degree
  • Doctor of Engineering, University of Tsukuba, Mar. 1992
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
ORCID IDResearcher ID
  • L-8623-2016
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 酸化物エレクトロニクス
  • Resistive Random Access Memory (ReRAM)
  • memristor
  • 機能性酸化物
  • Physical reservoir computing
  • 微細加工
  • AIdevice
  • エネルギーハーベスティング
  • electric double layer
  • Ionic Liquid
  • スピン流
  • スピンMOSFET
  • スピン注入
  • 電子デバイス
  • ハーフメタル
  • スピン依存伝導
  • スピン蓄積
  • スピンFET
  • スピントロニクス
  • トンネル磁気抵抗効果
  • スピン軌道相互作用
  • ヘテロ構造
  • MRAM
  • スピンエレクトロニクス
  • 非線形磁気伝導
  • ハイブリッド構造
  • 磁性
  • 金属
  • 半導体
  • 半導体物性
  • ナノ材料
  • 磁気抵抗スイッチ効果
  • 磁気抵抗効果
  • MBE,エピタキシャル
Research Field
  • Nanotechnology/Materials, Nanomaterials, Nanofabrication
  • Manufacturing Technology (Mechanical Engineering, Electrical and Electronic Engineering, Chemical Engineering), Electron device and electronic equipment
  • Manufacturing Technology (Mechanical Engineering, Electrical and Electronic Engineering, Chemical Engineering), Electric and electronic materials, Artificial Intelligence
  • Nanotechnology/Materials, Applied physical properties, Energy harvesting
  • Nanotechnology/Materials, Material processing and microstructure control, Nanofabrication

Career

■ Career
Career
  • May 2025 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Information Science and Technology, Professor
  • 2020 - Mar. 2025
    National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Device Technology Research Institute, Principal Research Manager, Japan
  • 2013 - 2019
    産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 総括研究主幹
  • 2011 - 2013
    (独)産業技術総合研究所ナノデバイスセンター, センター長
  • 2008 - 2011
    (独)産業技術総合研究所 ナノ電子デバイス研究センター, 副研究センター長
  • 2007 - 2008
    National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 研究グループ長
  • 2007
    (独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門, 研究グループ長
  • 2004 - 2005
    National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 研究グループ長
  • 2002 - 2005
    National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 研究員
  • 2005
    National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, グループ長
  • 2004
    National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 主任研究員
  • 2002 - 2003
    National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 主任研究員

Research activity information

■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Research Themes
  • Development of Si-based Spintronic Devices
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2007 - 2010
    AKINAGA Hiroyuki; SUEMASU Takashi
    To promote integration of 'spintronics' and 'the silicon technology', we are focusing on the actualization of a highly effective spin-injection in the silicon-based device with the aims of "Development of silicon-based ferromagnets", "Demonstration of the spin-injection in ferromagnetic metal / silicon heterostructures". We have succeeded in showing that γ'-Fe4N possesses the high spin polarization (0.59) and the large magnetic moment (2.45μB/Fe). The successful operation of epitaxial CaF_2/Fe_3Si/CaF_2 ferromagnetic resonant tunneling diode was also demonstrated.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 19048030
  • Coordination of the research on spin current and nano-hetero structures
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2007 - 2010
    OTANI Yoshichika; NITTA Junsaku; AKINAGA Hiroyuki; INOUE Junichiro
    Supporting systems were established for promoting collaboration among 4 independent research projects ; 1. "Establishing novel methods for spin current generation and manipulation using metallic nano-structures", 2. "Electrical detection and control of spin current by using spin orbit interaction in semiconductors", 3. "Optimization of spin injection efficiency in silicon based spintronic devices", "Theory of spin injection and accumulation in nano-hetero structures". To be more precise, we have organized 1) a shared data server, 2) a video conference system, 3) periodical meetings to exchange domestic and international research information and also support for travel to attend international conferences. By using above supporting systems, we successfully obtained demonstrative results on the intrinsic origin of spin Hall effects via collaboration between theoretical and experimental groups. Moreover the discussion at the international conferences promoted successful research collaboration of French and Japanese groups for the study of the extrinsic mechanism of the spin Hall effects, leading to an important achievement.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, The University of Tokyo, 19048014
  • 完全スピン偏極強磁性体薄膜の作製と評価及びそのスピントロニクス素子への応用
    科学研究費助成事業
    2005 - 2007
    秋永 広幸; WANG Wenhong
    本研究では,完全スピン偏極強磁性体薄膜及の特性評価を行い,その薄膜を用いてスピン依存磁気輸送現象を示す素子構造を開発することを最終目標とした.着任後1年間は,その目標に向けて,薄膜作製と磁気輸送現象測定を行った.平成18年度は,更にその研究をIV族半導体ベースの材料に展開し,当該分野の先駆けとなる成果を得られつつある.具体的には,シリコンカーバイド(SiC)に磁性元素であるMnを導入した物質を合成し,その磁気特性の評価を行った.本成果は,The 10th Joint MMM/Intermag Conference(2007/1/7-11,Baltimore, Maryland, USA)において発表し,SiC基板上にMn薄膜を形成することによってその界面に生成される強磁性体の同定と特性評価を行った成果は,The International Materials Week(2006/6/24-30,Beijing, China), The 13th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure(2006/7/9-14,Stanford, CA USA),The International Conference on Magnetism(2006/10/20-25,Kyoto, Japan),及び,The 3rd Asian Forum on Magnetics(2006/9/11-14,Matsue, Japan)で発表した.またSiC基板上に良質なエピタキシャルMn薄膜を成長できることを明らかにした.本成果は,The 14th International Conference on Molecular Beam Epitaxy(2006/9/3-8,Tokyo)において発表した.
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 独立行政法人産業技術総合研究所, 05F05611
  • Spintoronics Devices using Transport Properties
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2002 - 2005
    AKINAGA Hiroyuki
    Magnetoresistive switch effect observed in a semiconductor / metal hybrid structure is considered to be an effect in which its non-linear current-voltage characteristics recover to the linearity under the magnetic field. In order to elucidate the origin, from FY2002 to FY2003, we investigated the necessary structural conditions for the magnetoresistive switch effect, and succeeded in observing the effect in a Au gap structure fabricated on a GaAs substrate. In FY2004, we found the electro-luminescence phenomena in the Au gap structure. Furthermore, the space-resolved electro-luminescence measurements showed that the non-linear transport was thought to progress not on the GaAs surface between the Au electrodes, but at the heterointerface between GaAs and Au. This result indicates the advantage in terms of the device application using this effect, because the interface is much stable and easiertrrbe-liandled comparing to the surface. In the last half period of FY2005, we intensively investigated the relationship between the interface and the magnetoresistive switch effect, then finally, we achieved the conclusion that the sample with the structurally disordered heterointerface shows the non-linear transport, but not the magnetic field dependence. Namely, the experimental results proved that the metal / semiconductor interface is the arena where the magnetoresistive switch effect takes place.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 14076219
  • 電子スピントロニクスデバイス研究調整班
    科学研究費助成事業
    2002 - 2005
    田中 雅明; 山田 省二; 猪俣 浩一郎; 秋永 広幸
    平成17度には、前年に引き続きこれまでに開発したさまざまなスピントロニクス材料を用いて、スピンの生成、トンネル効果による輸送、注入に関する研究を行い、機能としては記憶と計測(+論理演算)を行う下記デバイスの調査研究、分析と研究開発を行った。8月に行われた国際会議(Spintech III)に関連して第1線で活躍中の外国人研究者を招聘し、研究討論を行った。次の項目に関し成果のとりまとめを行った。1月末に年度末成果報告会および公開シンポジウムを開催した。
    (1)強磁性トンネル接合デバイス
    ・半導体と整合性のよいフルエピタキシャル強磁性トンネル接合の作製とTMRデバイス(田中)
    ・スイッチイング機能付きMRAM素子(猪俣、田中)
    ・共鳴トンネル型TMRデバイス(田中、山田)
    (2)磁性グラニュラー構造デバイス
    ・磁気抵抗スイッチ効果の解明と高感度磁気センサへの応用(秋永)
    ・半導体/強磁性金属グラニュラー構造の作製と磁気輸送特性の解明(田中)
    (3)スピンFETおよびスピンMOSFETの試作と動作原理の実証
    ・半導体チャネル中へのスピン注入と伝導、スピンの検出(山田、田中)
    日本学術振興会, 特定領域研究, 東京大学, 14076101
  • 零ギャップ半導体を含む超格子構造の作製と強磁場を用いたその物性研究
    科学研究費助成事業
    1990 - 1990
    秋永 広幸
    日本学術振興会, 奨励研究(特別研究員), 筑波大学, 02952120
■ Industrial Property Rights
  • 気体センサ
    Patent right, 藤井 覚; 魏 志強; 本間 運也; 米田 慎一; 内藤 泰久; 島 久; 秋永 広幸, パナソニックIPマネジメント株式会社, 国立研究開発法人産業技術総合研究所
    特願2017-016307, 31 Jan. 2017
    特開2018-124170, 09 Aug. 2018
    201803004645121989
  • 抵抗変化素子
    Patent right, 谷奥 正巳; 秋永 広幸; 島 久; 川端 優; 名倉 満, マイクロンメモリジャパン株式会社, 国立研究開発法人産業技術総合研究所
    特願2013-241741, 22 Nov. 2013
    特開2015-103601, 04 Jun. 2015
    特許第6319553号
    13 Apr. 2018
    201803006534402680
  • シリコン基板の加工方法
    Patent right, 蜂谷 智央; 秋永 広幸; 秦 信宏, 国立研究開発法人産業技術総合研究所
    特願2014-061923, 25 Mar. 2014
    特開2015-185747, 22 Oct. 2015
    201503000339097392
  • 被膜形成方法
    Patent right, 野田 周一; 島 久; 秋永 広幸, 国立研究開発法人産業技術総合研究所
    特願2011-248759, 14 Nov. 2011
    特開2013-104102, 30 May 2013
    特許第5807909号
    18 Sep. 2015
    201503001686648133
  • Cu2O膜をp−型の半導体層として具備する半導体素子の構造とその作製方法
    Patent right, 野田 周一; 島 久; 秋永 広幸, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2013-216597, 17 Oct. 2013
    特開2015-079881, 23 Apr. 2015
    201503017384952588
  • スイッチング素子及びその製造方法
    Patent right, 島 久; 秋永 広幸; 高野 史好; 玉井 幸夫, 独立行政法人産業技術総合研究所, シャープ株式会社
    特願2006-203025, 26 Jul. 2006
    特開2008-034434, 14 Feb. 2008
    特許第5263856号
    10 May 2013
    201303019152765950
  • 半導体装置及びその製造方法
    Patent right, 掛川 智康; 秋永 広幸; 島 久, エルピーダメモリ株式会社, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2011-225006, 12 Oct. 2011
    特開2013-084850, 09 May 2013
    201303020243355531
  • 整流素子及びその製造方法
    Patent right, 島 久; 秋永 広幸; 石橋 章司; 田村 友幸, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2008-275222, 27 Oct. 2008
    特開2009-135461, 18 Jun. 2009
    特許第5229892号
    29 Mar. 2013
    201303061927026519
  • 可変抵抗素子
    Patent right, 玉井 幸夫; 細井 康成; 粟屋 信義; 大西 茂夫; 石原 数也; 島 久; 高野 史好; 秋永 広幸, シャープ株式会社, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2009-296280, 25 Dec. 2009
    特開2010-103555, 06 May 2010
    特許第5120967号
    02 Nov. 2012
    201303089644506850
  • 微小電極およびその製造方法
    Patent right, 若山 貴行; 中桐 伸行; 佐藤 平道; 秋永 広幸; 中村 徹, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2007-555886, 15 Jan. 2007
    WO2007-086268, 02 Aug. 2007
    特許第4982899号
    11 May 2012
    201303085500905100
  • 可変抵抗素子とその製造方法及び不揮発性半導体記憶装置
    Patent right, 玉井 幸夫; 細井 康成; 粟屋 信義; 大西 茂夫; 石原 数也; 島 久; 高野 史好; 秋永 広幸, シャープ株式会社, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2007-292763, 12 Nov. 2007
    特開2008-306157, 18 Dec. 2008
    特許第4967176号
    13 Apr. 2012
    201303074662889166
  • スイッチング素子
    Patent right, 井上 公; 秋永 広幸; 保田 周一郎; 高木 英典, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2005-235131, 15 Aug. 2005
    特開2007-053125, 01 Mar. 2007
    特許第4854233号
    04 Nov. 2011
    201303088990016464
  • 多溝性表面を有するシリコン基板の製造方法
    Patent right, 秋永 広幸; サン ツィガング, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2007-110451, 19 Apr. 2007
    特開2007-300094, 15 Nov. 2007
    特許第4811736号
    02 Sep. 2011
    201303020490149960
  • 電子雪崩効果による抵抗変化を磁場によって制御した素子及びそれを用いた磁気感応装置
    Patent right, 秋永 広幸; 三浦 登; 内田 和人, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2002-055364, 01 Mar. 2002
    特開2003-258268, 12 Sep. 2003
    特許第4543142号
    09 Jul. 2010
    201103069288741518
  • 磁気抵抗効果薄膜
    Patent right, 秋永 広幸; 尾嶋 正治; 水口 将輝, 独立行政法人産業技術総合研究所, 秋永 広幸
    特願平11-204443, 19 Jul. 1999
    特開2000-340425, 08 Dec. 2000
    特許第4496320号
    23 Apr. 2010
    201103023671758599
  • 走査型磁気力顕微鏡用探針およびその製造方法並びにカーボンナノチューブ用強磁性合金成膜方法
    Patent right, 秋永 広幸; 仙波 靖之; 横山 浩; 安武 正敏; 倉持 宏実, 独立行政法人産業技術総合研究所, エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社
    特願2009-223588, 29 Sep. 2009
    特開2010-014728, 21 Jan. 2010
    特許第4452827号
    12 Feb. 2010
    201003070285807730
  • 環状単磁区構造微小磁性体およびその製造方法又はそれを用いた磁気記録素子
    Patent right, 秋永 広幸; 小野 寛太; 尾嶋 正治; 谷内 敏之, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2003-160325, 05 Jun. 2003
    特開2004-363350, 24 Dec. 2004
    特許第4403264号
    13 Nov. 2009
    201103027915884600
  • 可変抵抗素子、可変抵抗素子の製造方法、不揮発性半導体記憶装置
    Patent right, 玉井 幸夫; 細井 康成; 粟屋 信義; 大西 茂夫; 石原 数也; 島 久; 高野 史好; 秋永 広幸, シャープ株式会社, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2007-317733, 07 Dec. 2007
    特開2009-141225, 25 Jun. 2009
    200903035850737669
  • 消去又は書換え可能な記録媒体並びにその記録媒体に対する消去又は書換え可能な記録方法
    Patent right, 時崎 高志; 秋永 広幸; 横山 浩; 眞砂 卓史; 倉持 宏実; 安武 正敏, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2003-044876, 21 Feb. 2003
    特開2004-253095, 09 Sep. 2004
    特許第4174571号
    29 Aug. 2008
    201103098643472272
  • スピンバルブトランジスタ
    Patent right, 佐藤 俊彦; 秋永 広幸; 本田 元就; 樽茶 清悟; 大野 圭司; 横山 浩, 独立行政法人科学技術振興機構, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2001-382827, 17 Dec. 2001
    特開2003-188390, 04 Jul. 2003
    特許第4162888号
    01 Aug. 2008
    201103083357467680
  • 走査型プローブ顕微鏡
    Patent right, 安武 正敏; 秋永 広幸; 横山 浩, エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2002-366408, 18 Dec. 2002
    特開2003-254887, 10 Sep. 2003
    特許第4096303号
    21 Mar. 2008
    201103080259548877
  • 多溝性表面を有するシリコン基板及びその製造方法
    Patent right, 秋永 広幸; サン ツィガング, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2004-075583, 17 Mar. 2004
    特開2005-268357, 29 Sep. 2005
    特許第3994166号
    10 Aug. 2007
    201103003665691848
  • パターンドメディアおよびその製造方法
    Patent right, 時崎 高志; 秋永 広幸; 横山 浩; 眞砂 卓史; 倉持 宏実; 安武 正敏, 独立行政法人産業技術総合研究所, エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社
    特願2002-271323, 18 Sep. 2002
    特開2004-110926, 08 Apr. 2004
    特許第3915909号
    16 Feb. 2007
    201103041747414558
  • スピン注入源デバイス及びその製造方法
    Patent right, 末益 崇; 秋永 広幸, 末益 崇, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2005-081862, 22 Mar. 2005
    特開2006-269510, 05 Oct. 2006
    200903068313583499
  • 多重極限プロービングシステム
    Patent right, 秋永 広幸; 逸見 智和; 小山 友康; 堀之内 秀有; 山内 睦子, 独立行政法人産業技術総合研究所, 有限会社サーマルブロック, 日本オートマティック・コントロール株式会社, 有限会社エレクトロラボ, 有限会社アルアーラム
    特願2003-129685, 08 May 2003
    特開2004-045383, 12 Feb. 2004
    特許第3851933号
    15 Sep. 2006
    201103078770760537
  • 反応性イオンエッチング方法および反応性イオンエッチング装置
    Patent right, 秋永 広幸; 笠井 秀明; 中西 寛; ディニョ; ウィルソン; アジェリコ タン; 本山 慎一, 独立行政法人産業技術総合研究所, 財団法人大阪産業振興機構, サムコ株式会社
    特願2004-075506, 17 Mar. 2004
    特開2005-268349, 29 Sep. 2005
    200903022619128647
  • スピンエレクトロニクス材料およびその作製方法
    Patent right, 秋永 広幸; 白井 正文; 眞砂 卓史, 独立行政法人産業技術総合研究所, 秋永 広幸
    特願2000-273364, 08 Sep. 2000
    特開2002-080299, 19 Mar. 2002
    特許第3537086号
    26 Mar. 2004
    201103027428819429
  • 磁気抵抗効果素子およびそれを用いた磁気感応装置
    Patent right, 秋永 広幸; 尾嶋 正治; 水口 将輝, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2000-360215, 27 Nov. 2000
    特開2002-164589, 07 Jun. 2002
    特許第3472783号
    19 Sep. 2003
    201103058667819018
  • 閃亜鉛鉱型MnAsドットの作製法
    Patent right, 尾嶋 正治; 小野 寛太; 秋永 広幸, 株式会社 先端科学技術インキュベーションセンター, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願2001-272888, 10 Sep. 2001
    特開2003-086785, 20 Mar. 2003
    200903056751884614
  • 磁気記録媒体
    Patent right, 秋永 広幸; ビレム; ファン ロイ, 独立行政法人産業技術総合研究所
    特願平9-035174, 19 Feb. 1997
    特開平10-233313, 02 Sep. 1998
    特許第3278655号
    22 Feb. 2002
    201103085774995063
  • 半導体光集積回路
    Patent right, 秋永 広幸; 大野 英男, 独立行政法人産業技術総合研究所, 技術研究組合オングストロームテクノロジ研究機構
    特願平11-062627, 10 Mar. 1999
    特開2000-258740, 22 Sep. 2000
    特許第3240301号
    19 Oct. 2001
    201103098394273310
  • 光磁気記録媒体の製造方法
    Patent right, 秋永 広幸, 工業技術院長
    特願平7-319921, 08 Dec. 1995
    特開平9-161340, 20 Jun. 1997
    特許第3118554号
    13 Oct. 2000
    201103026489214418
  • 強磁性半導体を用いた磁気記録ヘッド
    Patent right, 秋永 広幸, 工業技術院長
    特願平9-023414, 06 Feb. 1997
    特開平10-222812, 21 Aug. 1998
    特許第2990259号
    15 Oct. 1999
    201103035666264225
  • III−V族半導体を母体としたグラニュラー型磁気抵抗材料
    Patent right, 秋永 広幸; 朝光 敦; 郭 立信, 工業技術院長, 技術研究組合オングストロームテクノロジ研究機構
    特願平8-344426, 10 Dec. 1996
    特開平10-173253, 26 Jun. 1998
    特許第2945924号
    02 Jul. 1999
    201103028298375155
  • 短波長光用光磁気記録材料
    Patent right, 秋永 広幸; 宮西 晋太郎, 工業技術院長
    特願平9-027520, 12 Feb. 1997
    特開平10-228683, 25 Aug. 1998
    特許第2934840号
    04 Jun. 1999
    201103084206126160
  • 半導体磁気光学材料
    Patent right, 秋永 広幸; 小野寺 晃一, 工業技術院長, 秋永 広幸, 株式会社トーキン
    特願平9-005628, 16 Jan. 1997
    特開平10-206811, 07 Aug. 1998
    特許第2879433号
    29 Jan. 1999
    201103049386104754