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半磁性半導体メゾスコピック粒子の磁気光物性

半磁性半导体介观粒子的磁光特性

基本信息

批准号：
04230204
负责人：
岡泰夫
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

半磁性半導体は、Cd_1- _XMn_XTe、Cd_1- _XMn_XSeなどの磁性イオンを含む半導体であり、磁気光学的性質が著しい物質である。この物質の微粒子効果を見るために、Cd_1- _XMn_XSeをSi0_2中に埋め込んだものを作製し、その磁気光学的性質を調べた。この系では、微粒子中で、励起子が、Mnイオンと交換相互作用を行う結果、巨大なゼーマン効果、励起子の磁気ポーラロン効果などに、特有な微粒子物性が現れる。粒径や微粒子中の磁性イオンの濃度を変化させて、その磁気光物性を測定した。RFスパッター法により、Si0_2にCd_1- _XMn_XSeをドープした薄膜を作り、熱処理の時間と温度を変えることにより、様々な粒径の微粒子を作製した。透過電顕によって観察した微粒子像では、Si0_2との境界が、明瞭に識別できるほぼ球形のCd_1- _XMn_XSe微粒子の成長が確認される。格子縞は(110)面によるもので、縞の間隔は4.3Aで、バルク結晶のばあいの面間隔とほぼ一致する。微粒子内の格子の乱れはほとんどなく、歪や欠陥の少ない単結晶のCd_1- _XMn_XSe微粒子ができていることが確認される。格子縞の数より、粒径はほぼ200Aであることがわかる。各試料における微粒子の平均粒径は、X線回折線の幅より、Scherrerの式を用いて算定したが、これらは20〜300Aの範囲にあった。半磁性半導体微粒子は、交換相互作用の働く0次元励起子系を実現する。励起子エネルギーの粒径依存性は、ゼロ磁場においては、平均粒径が210Aから65Aに減少する間に、18meVエネルギーが上がり、励粒子閉じ込め効果の計算とよく一致する。7テスラの磁場を印加すると、210Aの粒径では55meVの低エネルギーシフトが見られ、巨大ゼーマン効果が現れていることがわかる。一方、65Aの粒径では、10meVのシフトとなり、粒径の減少につれて、ゼーマンシフトは減少する傾向にある。これは、微粒子中に含まれるMnイオンの数を考慮したg値でほぼ説明がつくが、磁場依存性より、微粒子内でのMnイオン対の生成が増大していることが分かる。

Semi-magnetic semiconductors Cd_1-XMn_XTe Cd_1-XMn_XSe have magnetic and magneto-optical properties. The micro-particle effect of these substances can be seen in Cd_1-XMn_XSe and Si0_2, and the magneto-optical properties of these substances can be adjusted. This is the result of the interaction between the excitation and Mn ions in the particles, the result of the interaction between the excitation and Mn ions, the result of the magnetic interaction between the excitation and Mn ions, the result of the characteristic properties of the particles. The particle size and magnetic properties of the particles were determined by changing the concentration of the particles and determining the magnetic and optical properties. RF method, SiO_2, Cd_1-XMn_XSe thin film, heat treatment time, temperature, particle size The growth of spherical Cd_1-XMn_XSe particles was confirmed by electron microscopy. The lattice stripes are located on the (110) plane, the spacing between the stripes is 4.3A, and the spacing between the planes of the crystal is the same. The lattice structure of Cd_1-XMn_XSe particles was confirmed. The number of squares and the particle size are 200A. The average particle size of each sample is determined by Scherrer's formula in the range of 20 ~ 300A. Semi-magnetic semiconductor particles and exchange interaction between zero dimensional excitation system to achieve The particle size dependence of the excitation particle size is different from that of the magnetic field, and the average particle size decreases from 210A to 65A. The calculation of the excitation particle size is consistent with that of the magnetic field. A magnetic field of 7 Tesla can be seen, a low electromagnetic field with a particle size of 210A and a particle size of 55meV can be seen, and huge magnetic effects can be seen. The particle size of 65A decreases with the particle size of 10meV. The number of Mn atoms contained in the particles is considered. The magnetic field dependence of Mn atoms in the particles increases.