異なる陰イオン界面を利用した室温強磁性半導体の探索

使用不同阴离子界面寻找室温铁磁半导体

• 批准号: 15654039
• 负责人: 社本 真一
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15654039/
• 关键词: 界面ドープ; 室温強磁性; 半導体

本研究は,キャリアドーピングを界面から試みることにより,最近盛んなワイドギャップ半導体研究において問題となっている少ないキャリアドーピング量を劇的に改善させることを目的としている。旧来の半導体では,自身の一部の原子を置換し,キャリアドーピングを行っていたが,キャリアドーピングを,伝導層を乱さないように,銅酸化物高温超伝導体のブロック層のように層状構造の界面を利用してできれば,大きなブレークスルーになることが期待される.もしこのようなことが実現させられれば,今まで不可能だったワイドギャップ半導体への十分なキャリアドーピングもできるようになり,紫外光レーザーや表題の室温強磁性半導体が実現でき,産業上の影響は計り知れない.今年度に研究室現有のNd : YAGレーザーを用いたレーザーアブレーション薄膜作成装置の整備として,多層膜を可能にするターゲット自動交換システムを導入した.現在,基板としてc面(0001)サファイア基板を用いて,ZnOを500℃でバッファー層として積層し,その後700℃で積層させ,Crを蒸着し,その後,AlNをAl基板を用いて窒素ガス中で積層させている.当初はMnを界面に挿入する予定であったが,Cr_2O_3はコランダム型の構造であり,a軸長は4.96Åで,α-Al_2O_3の4.76Åと格子ミスマッチが5%と十分に小さいことからCrへと方針を変えた.さらにCr_2O_3はc面内でのスピン構造が強磁性的であることから,もし面内のスピン構造を保ちながら,積層方向でも層間に挿入するZnO, AlNやα-Al_2O_3膜の厚さを調節して,強磁性相互作用が得られれば,試料全体が強磁性体となりうる.ちなみにZnOはウルツ鉱型であり,18%と大きな格子不整をもつことから,α-Al_2O_3層を含めて積層方法は実験を行いながら,現在最善の方法を模索している.

This study aims to improve the quality of semiconductor research in recent years. In the past, semiconductors have replaced some of their own atoms, and the transition layer has been disturbed. In the past, semiconductors have replaced some of their own atoms, and the transition layer has been disturbed. In the past, semiconductors have replaced some atoms. This phenomenon has been realized, but now it is impossible to divide the semiconductor layer into two layers. Ultraviolet light and room-temperature ferromagnetic semiconductor have been realized, and the industrial impact is expected. This year, the laboratory has developed Nd : YAG thin film manufacturing equipment for the purpose of automatic exchange of materials. Now, the substrate and the c plane (0001) are used for the substrate,ZnO is used for the layer of ZnO at 500℃,Cr is used for the layer of ZnO at 700℃,AlN is used for the layer of AlN at 700℃. The structure of Cr_2O_3-Al_2O_3-Cr_2O_3-Al_2O_3-Cr_2O_3-Cr_2O_3-Al_2O_3-Cr_2O_3-Cr_3-Cr_2O_3-Cr_3-Cr The ferromagnetic interaction between ZnO, AlN and α-Al_2O_3 films is obtained by adjusting the thickness of ZnO, AlN and α-Al_2O_3 films between layers in the stacking direction. The best way to solve this problem is to simulate the structure of ZnO layer with α-Al_2O_3 layer.