高温で磁気転移する半導体の創製

创造在高温下经历磁转变的半导体

• 批准号: 11750003
• 负责人: 松倉 文礼
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750003/
• 关键词: 平均場近似; (Ga,Mn)Sb; (Ga,Cr)Sb; 正孔誘起強磁性; 分子線エピタキシ; (Ga,Mn)As; 強磁性半導体; k・p摂動法; 超格子構造

今年度に前年度の平均場近似による理論的考察を発展させて、磁性元素組成と正孔濃度の向上以外にもホスト半導体の選択が磁気転移温度の向上においては重要であることを示した。この理論モデルの枠組みで定量的転移温度の説明、磁気異方性の起源、特異な磁気光学効果の温度依存性、共鳴トンネル・ダイオード構造の電流-電圧特性の振る舞いについて説明可能であることを示した。実験的には前年度エピタキシャル成長に成功した磁性半導体(Ga,Mn)Sbと今年度エピタキシャル成長に成功した(Ga,Cr)Sbの評価を行った。どちらの材料も分子線エピタキシ法によりより成長可能であり、低温で(Ga,Mn)Sbは強磁性、(Ga,Cr)Sbは反強磁性に転移することを見いだした。どちらの結晶においても室温以上で強磁性である第二相が析出することが明らかになった。これにより。室温で磁気転移する半導体の創製に相当する、室温以上で強磁性である磁性体を含む新しい半導体複合結晶の作製を行うことに成功した。また、III-V族磁性半導体の強磁性は正孔誘起であることを利用して、(In,Mn)As電界効果トランジスタ構造において、等温で可逆的に電界を用いた正孔数制御により強磁性転移温度を変調できることを示すことにも成功した。

This year, the average field approximation theory is developed, the magnetic element composition is increased, and the magnetic transition temperature is increased. Description of the temperature shift of the theoretical structure, origin of magnetic anisotropy, temperature dependence of specific magnetic optical effects, description of the possibility of vibration of current-voltage characteristics of resonance structure The successful growth of magnetic semiconductors (Ga,Mn)Sb in the past year and the successful growth of (Ga,Cr)Sb in the present year (Ga,Mn)Sb ferromagnetism,(Ga,Cr)Sb antiferromagnetism. The second phase is ferromagnetic above room temperature.これにより。The production of semiconductors with magnetic properties at room temperature and above has been successfully carried out. Ferromagnetism of III-V magnetic semiconductors is induced by positive hole. In this way,(In,Mn)As can be used to control the transition temperature of ferromagnetism.

项目成果

J.Szczytko: "Antiferromagnetic p-d exchange in ferromagnetic Ga_<1-x>Mn_xAs epilayers"Physical Review B. 59・20. 12935-12939 (1999)

J.Szczytko：“铁磁 Ga_<1-x>Mn_xAs 外延层中的反铁磁 p-d 交换”物理评论 B. 59・20（1999）

E.Abe: "Molecular Beam Epitaxy of III-V Diluted Magnetic Semiconductor (Ga,Mn)Sb"Physica E. (in press). (2000)

E.Abe：“III-V 稀释磁性半导体 (Ga,Mn)Sb 的分子束外延”Physica E.（出版中）。

D.Chiba: "Magnetoresistance effect and interlayer coupling of (Ga,Mn) As trilayer structures"Applied Physics Letters. 77・9. 1363-1365 (2000)

D.千叶：“（Ga，Mn）As三层结构的磁阻效应和层间耦合”应用物理快报77・9（2000）。

Ryota Terauchi: "Carrier mobility dependence of electron spin relaxation in GaAs quantum wells"Japanese Journal of Applied Physics. 74・10. 1409-1411 (1999)

Ryota Terauchi：“GaAs 量子阱中电子自旋弛豫的载流子迁移率依赖性”日本应用物理学杂志 74・10（1999）。

A.Shen: "Low-temperature molecular beam epitaxial growth of GaAs and (Ga,Mn)As"Journal of Crystal Growth. 201/202. 679-683 (1999)

A.Shen：“GaAs和(Ga,Mn)As的低温分子束外延生长”晶体生长杂志。