III-V族希薄磁性半導体ヘテロ接合における磁気秩序と電気伝導

III-V族稀磁半导体异质结中的磁序和电导

• 批准号: 05650001
• 负责人: 大野 英男
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650001/
• 关键词: 希薄磁性半導体; III-〓族; InAs; InMnAs; Mn; 化合物半導体; 異常ホール効果

本研究では、申請者等が新しく合成に成功したIII-〓族をベースとする希薄磁性半導体を用いたヘテロ接合に見られる磁気秩序と電気伝導の関係を明らかにし、この新希薄磁性半導体ヘテロ接合の物性を解明し、応用の可能性を探ることを目的として研究を進めた。具体的には、(1)分子線エピタキシによる(In,Mn)As/(Al,Ga)Sbヘテロ構造の成長と加工、(2)1.4〜300K、最大8Tまでの磁場中での、磁気輸送特性(磁気抵抗効果、ホール効果)の測定を行った。本研究で得られた新しい知見は、以下の点に要約される。試料としては、20nmの(In,Mn)As(MnAs組成0.18)を(Al,Ga)Sb(AlSb組成0.3)上に成長させたものを取り上げた。(1)200K以下では、ホール抵抗は通常のホール効果と異常ホール効果よりなる。また、異常ホール効果の部分は磁化と抵抗の積に比例する。(2)40K以上では、磁化は磁場に比例しキュリーワイス型の温度変化を示す。フィッティングよりキュリー温度として35Kを得る。このことは、Mn間の相互作用が強磁性的であることを示している。(3)40K以下では、磁化曲線は急峻になり単純な常磁性と異なるふるまいを示す。10K以下で初めてヒステリシスが顕著になる。しかし、厚い試料で見られていた常磁性と強磁性の共存を示す特性は見られていない。(4)平均場近似では40K以下の磁化のふるまいを理解することはできない。磁気ポーラロンなどの大きさを統計的に取り入れる、または超常磁性的ふるまいであると考えることで説明ができる可能性がある。

This study aims to clarify the relationship between magnetic order and electrical conduction in the application of thin magnetic semiconductors and to clarify the physical properties of thin magnetic semiconductors and to explore the possibility of their application. Specifically,(1) the growth and processing of molecular wire structure (In,Mn)As/(Al,Ga)Sb,(2) the measurement of magnetic transport characteristics (magnetic resistance effect, magnetic resistance effect) in magnetic field from 1.4 to 300K and maximum 8T. This study has obtained new findings and the following points are proposed. The sample was grown at 20nm above (In,Mn)As(MnAs composition 0.18) and (Al,Ga)Sb(AlSb composition 0.3). (1) Below 200K, the resistance is normal. The proportion of the product of magnetization and resistance is reduced. (2) Temperature variation of magnetization and magnetic field above 40K. The temperature is 35K. The interaction between Mn and Mn is ferromagnetic. (3) Below 40K, the magnetization curve is sharp and pure. Below 10K, the first time you start to write, you start to write. The coexistence of normal magnetism and ferromagnetism can be seen in thick samples. (4)The average field approximation is below 40K for magnetization. The probability of magnetic supermagnetism is discussed.

项目成果

H.Ohno: "Dilutedmagnetic III-V semiconductors and its transport properties" Japanese Journal of Applied Physics. Suppl.32-3. 459-461 (1993)

H.Ohno：“稀磁 III-V 半导体及其传输特性”日本应用物理学杂志。

大野英男: "III-V族化合物半導体をベースとする希薄磁性半導体" 固体物理. 28. 290-296 (1993)

Hideo Ohno：“基于 III-V 化合物半导体的稀磁半导体”固体物理 28. 290-296 (1993)。

大野英男: "III-V族希薄磁性半導体の輸送現象と磁性" 応用物理. 63. 161-164 (1994)

Hideo Ohno：“III-V 族稀磁半导体中的传输现象和磁性”应用物理 63. 161-164 (1994)。

H.Ohno: "Partial ferromagnetic order in p-type (In,Mn)As diluted magnetic III-V semiconductors" Material Science Forum. 117. 297-302 (1993)

H.Ohno：“p 型 (In,Mn)As 稀释磁性 III-V 半导体中的部分铁磁序”材料科学论坛。

H.Ohno: "Diluted magnetic III-V semiconductor (In,Mn)As and its heterostructures" Proc.Japan-Korea Symposium on “Quantized Electronic Structures of Semiconductors". 80-83 (1993)

H.Ohno：“稀释磁性 III-V 半导体 (In,Mn)As 及其异质结构”Proc.Japan-Korea Symposium on“Quantized Electronic Structures of Semiconductors”80-83 (1993)。