強磁性シリコンの成長と物性評価

铁磁硅的生长及物性评价

• 批准号: 14655009
• 负责人: 中山 弘
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655009/
• 关键词: Si : Mn; 強磁性; アモルファス磁性体; リエントラント転移; 磁気状態図; スピングラス; アモルファス

本研究はSiをベースのスピントロニクス材料の創成をめざした研究である。磁性不純物間の相互作用を顕在化させるためには%オーダーの高濃度に磁性不純物をSiなどの半導体にドープすることが必要となってくる。本研究では固溶限を大幅に超えたドーピングのために非平衡度の高い成長方法である分子線エピタキシー法を用いてSi : Mn系試料の薄膜作製を試みた。Siは電子ビーム(EB)ガンによる電子衝撃加熱によって、Mn, Gaはクヌ-センセルにより供給した。基板にはquartzを用いた。作製した試料は、X線回折による構造解析、X線光電子分光法による組成分析を行った。また、超伝導量子干渉計(SQUID)により磁気的特性、そして光磁気・磁気輸送物性測定装置により電気的特性と光磁気特性の評価を行った。得られた結果を要約すると、(1)quartz基板上に成長した試料は、X線回折測定からアモルファス構造をしている。(2)X線光電子分光法による測定からMn濃度を測定し、固溶限を大幅に超える試料の作製ができていることが確かめられた。(3)SQUIDによる磁化の温度依存性(M-T)からは高Mn濃度の試料でスピングラス相から強磁性相へのリエントラント転移現象が起きていることが確認された。(4)磁気輸送特性(磁気抵抗、ホール効果測定)の測定結果より、Mn濃度の低い試料では温度が下がると電気抵抗が上昇する絶縁体(半導体を含む)的な伝導を示す、Mn濃度の高い試料では温度が下がると電気抵抗が減少する金属的な伝導を示しており、電気伝導において金属・絶縁体転移が起きている。(5)金属的なSi : Mn試料では負の磁気抵抗を示しており、強磁性相が実現していることを示唆している。(6)磁気抵抗の温度依存性から、その強磁性のキュリー温度は150K付近にあることが明らかになった。

The purpose of this study is to study the materials of Si materials. The interaction between magnetic materials is very important. The temperature is very high. The magnetic properties of Si materials are very high. The temperature of the semiconductors is high. In this study, the solid solution limit is very high, and the non-equilibrium degree of non-equilibrium is high. In this study, the Si: Mn thin film was used as the test material in this study. Si electric power plant (EB) electric power plant (EB) is used to increase the supply of electricity to the consumer. Mn, Ga electricity supply is available to the consumer. The substrate is used for quartz. Make the material analysis, X-ray back analysis, X-ray optoelectronic spectroscopic analysis and composition analysis. The properties of optical magnets, the properties of optical magnets. The results are as follows: (1) the growth of the material on the quartz substrate and the X-ray analysis. (2) the determination of Mn by X-ray photoelectron spectrophotometry, the determination of the temperature of the solid solution limit, and the determination of the temperature and temperature of the material. (3) SQUID, magnetization, temperature dependence (MmurT), high Mn temperature, high temperature, (4) Magnetic transport characteristics (magnetic resistance, ambient temperature test) test results, Mn temperature low temperature lead indicator for thermal power supply resistance, high temperature temperature for Mn temperature, low temperature, low temperature temperature, high temperature temperature, low temperature temperature, low temperature, low temperature The electricity directs the movement of the metal metal body to start the electrical load. (5) the Si: Mn material of the metal shows that the magnetic resistance is weak, and that the strong magnetic phase shows that the metal is instigated. (6) Magnetic resistance, temperature dependence, magnetic strength, temperature, temperature and temperature.

项目成果

E.Kulatov, H.Nakayama, H.Ohta, K.Mochizuki, Yu.Uspenskii, H.Mariette: "Stability of Magnetic Phases in Zn_<1-x>M_xTe and Zn_<1-x>M_xO (M=V, Cr, Mn, Fe, Co) Studied by First-Principles and Optical Properties of Zn_<0.75>Cr_<0.25>Te"J. Magnetism and Magneti

E.Kulatov、H.Nakayama、H.Ohta、K.Mochizuki、Yu.Uspenskii、H.Mariette：“Zn_<1-x>M_xTe 和 Zn_<1-x>M_xO 中磁相的稳定性（M=V，

T.Fukuda, S.Maeda, H.Nakayama: "Stochastic motion of 7x7 kinks at monoatomic step edges on the Si(111) surface"Appl.Surf.Sci.. 216. 30-34 (2003)

T.Fukuda、S.Maeda、H.Nakayama：“Si(111) 表面单原子台阶边缘处 7x7 扭结的随机运动”Appl.Surf.Sci.. 216. 30-34 (2003)

Yu.Uspenskii, E.Kulatov, H.Mariette, H.Nakayama, H.Ohta: "Ab Initio Study of the Magnetism in GaAs, GaN, ZnO and ZnTe-Based Diluted Magnetic Semiconductors"J.Magnetism and Magnetic Materials. 258-259. 248-250 (2003)

Yu.Uspenskii、E.Kulatov、H.Mariette、H.Nakayama、H.Ohta：“GaAs、GaN、ZnO 和 ZnTe 基稀磁半导体中磁性的从头研究”J.Magnetism and Magnetic Materials。

E.Kulatov et al.: "Electronic sturcture, magnetic ordering, and optical properties of GaN and GaAs doped with Mn"Phys.Rev.B. 66. 045203-1-045253-9 (2002)

E.Kulatov 等人：“掺杂 Mn 的 GaN 和 GaAs 的电子结构、磁排序和光学特性”Phys.Rev.B。

H.Nakayama et al.: "Catalytic CVD growth of Si-C and Si-C-O alloy films by using alkylsilande and related compounds"Thin Solid Films. (In press). (2003)

H.Nakayama 等人：“使用烷基硅烷和相关化合物催化 CVD 生长 Si-C 和 Si-C-O 合金膜”固体薄膜。