III-V族磁性半導体ヘテロ構造の光キャリア誘起磁性

III-V族磁性半导体异质结构中的光载流子感应磁性

• 批准号: 12750021
• 负责人: 大岩 顕
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kanagawa Academy of Science and Technology
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750021/
• 关键词: III-V族磁性半導体; キャリア誘起磁性; スピン偏極キャリア注入; 磁化方向制御; スピントロニクス; III-V族希薄磁性半導体; 磁化反転過程制御; 光キャリア誘起磁化; 円偏光励起

平成13年度は、光キャリア誘起磁性の新しい側面として、円偏光励起によって強磁性強磁性半導体の磁化方向が変化するという新現象を見出し詳細な実験を行った。さらにその過渡応答測定するため測定系の構築を行い、当年度に幾つか重要なデータを得ることができた。これらは磁場を使わない強磁性体磁化反転技術へと繋がるスピントロニクスにとって重要な知見である。1.円偏光照射による強磁性半導体(Ga, Mn)Asの磁化方向制御III-V族磁性半導体では価電子帯と磁性原子のd状態とが強く混成していることが強磁性の発現にとって重要である。円偏光で生成されたスピン偏極した非平衡キャリア(電子・正孔)がこの強い結合を介して、キャリアのスピン偏極に応じた方向へMnを配向させると予測し、これを電気伝導と磁気光学の測定により観測した。励起光エネルギーがバンドギャップよりも低いばあい、円偏光誘起磁化は観測されていない。このことは観測した光誘起磁化が光励起で生成された非平衡キャリアによるものであることを示している。光誘起磁化の大きさは励起強度に比例し、実験の範囲では飽和磁化の15%にも及ぶ大きな磁化変化が観測された。この光誘起磁化には光を切った後も記憶効果が観測されている。この記憶効果は高磁場下や転移点よりも高温で観測されなことから強磁性結合を感じるMnの反転が、磁区を単位とした集団的な反転へ発展していく過程が存在することが示唆されることを明らかにした。2.円偏光誘起磁化の時間分解ファラデー回転測定上記の円偏光誘起磁化のメカニズムを解明するために、ファラデー回転を測定して、円偏光励起による磁化変化の過渡応答を調べた。これまでのところ、非常に早い磁化の立ち上がりが観測され、磁気ポーラロンの生成による磁化ではないことが分かった。またファラデー回転の緩和は20ps程度の早い部分と100ps以上にわたって起こる長い成分とが観測されており、円偏光誘起磁化のともに光照射によってキャリア濃度が増加したために起こるキャリア誘起磁性が観測されたと考えている。

In the year of Pingcheng 13, there are new magnetic fields, polarized light excitation, strong magnetic semi-magnetic body, magnetization direction, magnetization direction, new image. This is the most important issue in the current year, which is very important in the current year. The magnetization of the magnetic field is very important for the magnetization of the strong magnet. 1. The polarized light irradiates the Ga (Mn) As magnetization direction to control the III- V magnetic hemispheres. The magnetic atoms of the III- V magnetic semiconductors are strongly mixed into strong magnetic atoms. The strong magnetism is very important. The polarizer is used to generate polarizers, and the non-equilibrium optical sensors (positive hole of the electron) are strongly combined with the introduction and distribution of the Mn in the direction of the polarization. the magneto-optical measurement system is used to determine the optical performance of the device. The light is excited, the light is low, the polarizer is magnetized, and the polarization is magnetized. The magnetization of light is due to the generation of non-equilibrium, which shows that it is not in equilibrium. Optical starting magnetization, large magnetization, excitation strength ratio, magnetization range, magnetization 15% and magnetization. After the light is magnetized, the light is cut, and the results are recorded. In the case of the high magnetic field, there are strong magnetic properties in the high magnetic field, such as high temperature, high temperature, high two。 The time of polarizing magnetization is decomposed and measured. The upper polarizing light is magnetized. The polarizing light is used to explain the temperature. In the morning, the magnetization is very important, and the magnetization is very important. In the morning section of the 20ps level, the components of the 100ps and above are magnetized, the polarized light is magnetized, the light is irradiated, the temperature is low, and the magnetic properties are measured.

项目成果

A.Oiwa, T.Slupinski, H.Munekata: "Control of magnetization reversal process by light illumination in ferromagnetic semiconductor heterostructure p-(In, Mn)As/GaSb"Applied Physics Letters. 78. 518-520 (2001)

A.Oiwa、T.Slupinski、H.Munekata：“铁磁半导体异质结构 p-(In, Mn)As/GaSb 中光照射控制磁化反转过程”应用物理快报。

大岩 顕: "光で磁性を制御する -光磁性半導体の新しい展開-"応用物理. 71. 47-51 (2002)

Akira Oiwa：“用光控制磁性 - 磁光半导体的新发展 -”应用物理学 71. 47-51 (2002)。

A.Oiwa, T.Slupinski, H.Munekata: "Effect of light illumination on the process of magnetization reversal in carrier-induced ferromagnetic semiconductors"Physica E. 10. 201-205 (2001)

A.Oiwa、T.Slupinski、H.Munekata：“光照射对载流子感应铁磁半导体磁化反转过程的影响”Physica E. 10. 201-205 (2001)

A.Oiwa, Y.Mistumori, R.Moriya, T.Slupinski, H.Munekata: "Effect of optical spin injection on ferromagnetically-coupled Mn spins in III-V magnetic alloy semiconductor (Ga, Mn)As"Physical Review Letters. (発表予定).

A.Oiwa、Y.Mistumori、R.Moriya、T.Slupinski、H.Munekata：“光学自旋注入对 III-V 磁性合金半导体 (Ga, Mn)As 中铁磁耦合 Mn 自旋的影响”物理评论快报。 （预定公布）。

A.Oiwa,T.Slupinski,and H.Munekata: "Control of magnetization reversal process by light illumination in ferromagnetic semiconductor heterostructure p-(In,Mn)As/GaSb"Applied Physics Letters. 78. 518-520 (2001)

A.Oiwa、T.Slupinski 和 H.Munekata：“铁磁半导体异质结构 p-(In,Mn)As/GaSb 中光照射控制磁化反转过程”应用物理快报。