希薄磁性半導体の低次元微細構造の作製と巨大磁気光学効果の研究

稀磁半导体低维微结构制备及巨磁光效应研究

基本信息

批准号：
09750005
负责人：
黒田眞司
金额：
$ 1.54万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、希薄磁性半導体Cd_<1-x>Mn_xTeのMBEによる自己形成ドットの成長ならびにその磁気光学特性の研究を目的としているが、今年度は、昨年度のZnTe上のCdTeドットの研究を発展させ、Mnを混入させた(cd,Mn)Te混晶のドットを作製し、その磁気光学効果の研究を行った。Cd_<1-x>Mn_xTeドットの作製はCdTeの場合の成長方法を基本的に踏襲した。すなわちGaAs(100)面上に成長させたZnTeの平坦な表面上に、基板温度300°Cで、cd+MnとTeの分子線を交互に照射するALEで成長させた。成長表面のAFMによる観察結果では、Mn濃度が小さい(【less than or equal】3%)範囲では、CdTeとほぼ同サイズ(直径〜20nm,高さ〜2nm)の円錐状のドットが高密度(〜10^<11>cm^<-2>)に形成されていたが、Mn濃度がさらに増加するとドットのサイズ・密度とも減少し、9%以上ではドットの形成は見られなかった。Cd_<1-x>Mn_xTeドット表面をZnTeキャップ層で覆った試料の低温(4.2K)でのPL測定を行ったところ、ドット中の励起子と思われる発光が見られたが、そのスペクトルは約20meVの間隔をおいた2つのピークからなる構造を示し、その励起光強度および温度依存性に特異な振る舞いが見られた。すなわち低エネルギー側のピークはその発光強度が励起光強度の増加に対して比較的早く飽和し、また測定温度が10K以上に上昇すると消失してしまう、という現象が見られた。また磁場中でのPL測定を行ったところ、低エネルギー側の発光ピークの方が巨大Zeeman分裂によるred shiftが小さく、また磁場の増加に伴い発光強度が大幅に増加するという結果が得られた。これらの2つの発光ピークの起源に対して、今のところ明確な描像を得るには至っていないが、ドット中の励起子とMn^<2+>スピン間の相互作用に起因する何らかの効果によるものと考えて検討を行っている。

这项研究旨在使用稀磁半导体CD_ <1-X> Mn_xte及其磁光特性的MBE研究自形点的生长。今年，我们去年对Znte的CDTE点进行了研究，并创建了混合Mn（CD，MN）TE晶体的点，并研究了这些点的磁光效应。 CD_ <1-X> MN_XTE点的制备基本上遵循CDTE的增长方法。也就是说，在GAAS（100）表面生长的Znte的平坦表面上，底物用啤酒生长，啤酒在300°C的基板温度下用Cd+Mn和Te的分子束交替辐照。根据使用生长表面AFM的观察结果，在高密度（〜10^<11> cm^<-2>>）的情况下形成尺寸（直径约20 nm，高度〜2 nm）的锥形点，当Mn浓度很小时（[较少或等于或等于）时，Mn浓度不高，并且在MN浓度不高时，它们的尺寸和DOTS均未降低，该尺寸的尺寸均不在9％或更多。当CD_ <1-x> Mn_xte点表面在覆盖有Znte帽层的样品的低温（4.2k）下测量时，发现发出的光似乎是点中的激子，但是光谱显示出一个由大约20 MEV的峰值组成的结构，其行为及其在其行为上的含义均具有独特的含义和含义的依赖性。换句话说，低能侧的发射强度随着泵光强度的增加而相对较快，并且当测量温度上升至10K或更高时消失。此外，当在磁场中进行PL测量值时，在低能侧的发光峰中，由巨型Zeeman拆分引起的红移较小，并且随着磁场的增加，发射强度显着增加。尽管这两个发光峰的起源尚未获得明确的图像，但我们一直认为它是由于DOT中的激子与Mn^<2+>旋转的激子之间的相互作用所致。