磁性体/半導体ハイブリッドナノ構造におけるスピン関連現象とデバイス応用

磁/半导体混合纳米结构中的自旋相关现象和器件应用

• 批准号: 23241044
• 负责人: 田中 雅明
• 金额: $ 10.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23241044/
• 关键词: 磁性体; 半導体; スピン; GaMnAs; MnAs; ナノ構造; 共鳴トンネル; 磁性半導体

「磁性体/半導体ハイブリッドナノ構造におけるスピン関連現象とデバイス応用」を目的とした研究を開始した。ここで「磁性体/半導体ハイブリッドナノ構造」として対象とする材料系は、(a)GaMnAsやInGaMnAsを含む強磁性半導体ヘテロ構造、(b)MnAsナノ微粒子を埋め込んだGaAsとそのヘテロ構造、(c)強磁性金属薄膜/半導体ヘテロ構造である。これらの磁性体/半導体ハイブリッドナノ構造において、(1)エピタキシャル成長と形成技術の確立、(2)スピン依存伝導の理解と制御、磁気抵抗効果の増大、高温動作化、(3)スピン依存伝導デバイス(2端子素子、3端子素子)の試作、動作原理の確立を目指し、材料科学、物性の理解と制御からデバイス応用まで系統的に研究を行うことを目指している。平成23年度には、磁性体/半導体ハイブリッドナノ構造(上記(a)(b)(c))のエピタキシャル成長と形成技術を確立しつつある。スピン依存伝導の理解と制御を行うため、まず2端子デバイスとして、強磁性半導体ヘテロ構造からなる強磁性トンネル接合素子、および強磁性ナノ微粒子を含む強磁性トンネル接合素子を作製し、そのスピン依存トンネル伝導の実験を行った。共鳴トンネル効果による磁気抵抗効果の増大、共鳴トンネル分光によるGaMnAsのバンド構造とフェルミ準位の解明を行った。その結果、どのような電気的・磁気的性質をもつGaMnAsにおいてもフェルミ準位は価電子帯から数十meV程度上の禁制帯中に存在し、不純物バンドによる伝導が支配的であることを明らかにした。平成23年6月以降は特別推進研究に移行して、より幅広い研究を行っている。

"Magnetic body/semiconductor ハ イ ブ リ ッ ド ナ ノ tectonic に お け る ス ピ ン masato even phenomenon と デ バ イ ス 応 with" を purpose と し た research を start し た. こ こ で "magnetic body/semiconductor ハ イ ブ リ ッ ド ナ ノ structure" と し て like と seaborne す る は, (a) of the material department GaMnAs や InGaMnAs を contain む strong magnetic semiconductor ヘ テ ロ structure, (b) MnAs ナ ノ particles を buried め 込 ん だ GaAs と そ の ヘ テ ロ structure, (c) strong magnetic metal film/semiconductor ヘ テ ロ tectonic で あ Youdaoplaceholder0. こ れ ら の magnetic body/semiconductor ハ イ ブ リ ッ ド ナ ノ tectonic に お い て, (1) エ ピ タ キ シ ャ ル growth の と forming technology to establish, (2) ス ピ ン dependent 伝 guide の understand と suppression, unseen fruit の raised large magnetic 気 resistance, high temperature action, (3) ス ピ ン dependent 伝 guide デ バ イ ス (2 terminal element, 3 terminal element) の attempt, action principle の establish を mesh Means し, materials science, physical の understand と suppression か ら デ バ イ ス 応 by ま で system に を line う こ と を refers し て い る. Pp.47-53 23 year に は, magnetic body/semiconductor ハ イ ブ リ ッ ド ナ ノ structure (on (a) (b) (c)) の エ ピ タ キ シ ャ ル growth と を forming technology to establish し つ つ あ る. ス ピ ン dependent 伝 guide の understand と suppression を line う た め, ま ず 2 terminal デ バ イ ス と し て, strong magnetic semiconductor ヘ テ ロ tectonic か ら な る strong magnetic ト ン ネ ル connexin, お よ び strong magnetic ナ ノ を particles contain む strong magnetic ト ン ネ ル を son connexin し, そ の ス ピ ン dependent ト ン ネ ル 伝 guide の be 験 を line っ た. Resonance ト ン ネ ル unseen fruit に よ る magnetic 気 resistance unseen fruit の raised large, resonance ト ン ネ ル spectral に よ る GaMnAs の バ ン ド tectonic と フ ェ ル ミ quasi a の interpret を line っ た. そ の results, ど の よ う な electric 気, the nature of the magnetic 気 を も つ GaMnAs に お い て も フ ェ ル ミ quasi a は 価 electronic 帯 か ら dozens of meV extent の banned 帯 に し, impurity content is present in バ ン ド に よ る 伝 guide が で dominated あ る こ と を Ming ら か に し た. Since June 23 (Heisei 23), the <s:1> special promotion research に has been transferred to て, and the よ has been expanded to を, って, and る.

项目成果

Resonant tunneling spectroscopy and valence-band picture of the ferromagnetic semiconductor GaMnAs

铁磁半导体GaMnAs的共振隧道光谱和价带图

• 发表时间: 2011
• 作者: S.Ohya;et al.
• 通讯作者: et al.

Comment on 'Reconciling results of tunnelling experiments on (Ga, Mn) As' arXiv : 1102.3267 by Dietl and Sztenkiel

对“(Ga, Mn) As 隧道实验结果的协调”评论 arXiv：1102.3267，作者：Dietl 和 Sztenkiel

• 发表时间: 2011
• 期刊: cond-mat arXiv
• 作者: Shinobu Ohya;Kenta Takata;Iriya Muneta;Pham Nam Hai;Masaak Tanaka
• 通讯作者: Masaak Tanaka