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極高温用GaN/AlGaNヘテロ構造ホール素子の作製と応用

极高温GaN/AlGaN异质结构霍尔元件的制备及应用

基本信息

批准号：
17656107
负责人：
SANDHU ADARSH
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

次世代の高保磁力永久磁石、超高密度磁気記録技術及び「スピンエレクトロニクス」等の新分野の研究には、磁性体特有のキュリー温度(Tc)の測定が非常に重要である。現在、磁性体のTcの測定は通常、振動試料型磁力計(VSM)装置を使って行われている。しかし、VSMによるTcの測定の難点として、(1)試料全体の平均的な値しか得られない;(2)熱電対と試料が離れているため、試料の正確な温度測定ができずTcの値に誤差(±20%)が生じる;(3)VSM装置は複雑な仕組みで操作が困難である;(4)VSM装置は高価(〜2000万円)である、等が挙げられる。そこで、申請者はVSM装置ではなく、Tcをホール素子により測定する方法を提案した。しかし従来のホール素子の材料であるGaAs、 InSb等の半導体は、温度変化により、磁界に対する出力であるホール電圧が変化するという問題がある。そこで、本研究ではホール素子に用いる半導体材料として二次元電子ガスを有するGaN/AlGaNヘテロ構造に着目し、ホール電圧の温度変化が極めて小さいホール素子の作製を目的とする。平成18年度の研究予定は実際に極高温で安定な動作する50〜100μm角のGaN/AlGaNホール素子の応用として、高温におけるBaフェライトの磁化曲線(キュリー温度)の測定を行った。通常のVSM測定はマクロ的であり、GaN/AlGaNホール素子を用いた測定は局所的な情報を得ることができ、測定した円形の等方性Baフェライトのキュリー温度はVSM測定と若干異なり、460℃であることは分かった。さらに、センサ部分は2μm×2μmのSHPM用ホール素子を作製し、50μm厚のガーネットサンプルを測定し、磁区幅約10μmを有する磁区構造の観察に成功した。以上の高温におけるBaフェライトの磁化曲線の測定に成功したこと、ガーネットの磁区観察に成功したことで高温で局所的な磁界測定が可能であるを証明した。さらに約数μm角のGaN/AlGaNホール素子をSHPMに搭載し、高温で磁性体表面の熱による磁区反転・磁壁移動の観察への応用を検討した。

Next generation の hi-fi magnetic force of permanent magnet, high density magnetic 気 recording and び "スピンエレクトロニクス" の new eset の research には, magnetic characteristic のキュリーが very accurate temperature (Tc) のに important である. Now, the determination of magnetic body <s:1> Tc <e:1> usually, the vibrating sample type magnetometer (VSM) device を enables って to perform われてるるる. (1) The な value of the overall <s:1> average of the test material is られなられな. (2) the thermoelectric と seaborne sample が from れているため, try のな right temperature measurement ができず Tc の numerical error (+ / - 20%) born がじにる; (3) The <s:1> complex 雑な assembly of the VSM device みで is difficult to operate がである; (4)VSM device 価 high 価(~ 20 million yen)である, etc. Youdaoplaceholder2. そこで, applicants は VSM device ではなく, Tc をホール element child により determination する method proposed をした. しかし従 to のホール element child の material である GaAs semiconductor, such as InSb のは, temperature variations により, magnetic にす seaborne る output であるホール electric 圧が variations change するという problem がある. そこで, this study ではホール element child に with いる semiconductor materials として secondary yuan electronic ガスを have する GaN/AlGaN ヘテロ tectonic に on し, ホール electric 圧の temperature variations change が extremely めて small さいホール element system の son を purpose とする. Pp.47-53 18 year の study designated は be interstate に extremely high temperature で settle な action する 50 ~ 100 microns Angle の GaN/AlGaN ホール element child の応 with として, high-temperature における Ba フェライトの magnetization curve (キュリー temperature) の line measurement をった. The usually の VSM measurement はマクロであり, GaN/AlGaN ホール element child を with いた determination は bureau of な intelligence をることができ, determining した has drifted back towards ¥ form の isotropic Ba フェライトのキュリー temperature は VSM measurement と several different なり, 460 ℃ であることは points かった. さらに, センサ part は mu 2 m x 2 microns の SHPM with ホール system しを son, 50 microns thick のガーネットサンプルを determination し, magnetic area of about 10 microns を have する magnetic structure の観 examine に success した. High temperature above のにおける Ba フェライトの magnetization curve の determination に successful したこと, ガーネットの magnetic 観 examine に success したことで high-temperature でな magnetic boundary determination が bureau may であるを prove した. さらに Angle of a few microns の GaN/AlGaN ホール element child を SHPM に carry し, high-temperature ので magnetic body surface heat による magnetic inverse planning, mobile magnetic wall の観 examine への応 with を beg し検た.