サブミリ波ESRを用いた磁性半導体超構造の研究

利用亚毫米ESR研究磁性半导体上部结构

• 批准号: 09244203
• 负责人: 野尻 浩之
• 金额: $ 1.79万
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09244203/
• 关键词: ESR; 磁性半導体; Cdl-x Mnx Te; Gal-x Max Te; 電子状態; 遠赤外分光

サブミリ波ESRによりIII-VならびにII-VI族希薄磁性半導体の電子状態、磁気的状態を研究した。III-V族のGaMnAsに関して強磁性転移温度以下で強磁性共鳴信号を観測し、飽和磁化を見積もった。これよりドープしたMn^<2+>の約半分が磁化に寄与していると評価した。今回観測した信号はg=2であることから、Mn^<2+>の信号と考えられる。Mn^<3+>の信号は観測されなかったが、線幅が広くなっている可能性もある。ESRからはMn^<2+>の存在は確認されたが、Mn^<3+>の状態に関してはさらに研究が必要である。次にII-VI族のCd(Mn)TeのESRを系統的に行い、磁場中でスピングラス状態から乱れた反強磁性状態へのクロスオーバーを見いだした。このクロスオーバーの磁場から、35%Mnをドープした系でのMn間の平均の分子場は約7T程度と考えられる。さらに、線幅と線形の解析から内部場の分布等を見積もった。線形は単純なガウス分布ではなく、中心磁場の異なる複数のガウス分布の和で表されることから、クラスター的なスピングラスになっていると考えられる。このことはII-VI族では超交換相互作用が支配的であるということと対応している。GaMnAsに関して放射光を用いて遠赤外領域までの分光測定を行い、キャリアのプラズマ振動数に対応すると思われる反射率の立ち上がりを20cm^<-1>以下の低波数側で見つけた。この反射率の立ち上がりはGaAsのバンドギャップ内に出来た新しい状態の存在を示唆していると考えられる。

通过亚毫米波ESR研究了III-V和II-VI稀释磁性半导体的电子和磁态。在III-V组的GAMNA的铁磁过渡温度下观察到铁磁共振信号，并估算了饱和磁化。据评估，大约一半的掺杂的Mn^<2+>有助于磁化。由于这次观察到的信号为g = 2，因此可以认为是Mn^<2+>的信号。尽管未观察到未观察到Mn^<3+>信号，但线宽可能更宽。 ESR已确认Mn^<2+>的存在，但需要对Mn^<3+>状态进行进一步研究。接下来，系统地进行了II-VI CD（MN）TE的ESR，以在磁场中找到从旋转玻璃状态到受干扰的抗磁磁状态的交叉。基于该交叉的磁场，掺杂35％MN的系统中MN之间的平均分子场被认为约为7T。此外，从线宽度和线性分析中估算了内部场等的分布。由于线性不是一个简单的高斯分布，而是表示为具有不同中央磁场的多个高斯分布的总和，因此被认为是类似群集的spinglass。这对应于II-VI组中主要的过度交流相互作用。对于GAMNA，使用同步加速器辐射进行光谱测量到远红外区域，并且在低于20 cm^<-1>>>>>>>的低波数方面发现了反射率的上升，似乎与载体的等离子体频率相对应。人们认为这种反射率的上升表明在GAA的带隙内形成了一个新状态。