希薄磁性半導体傾斜構造の開発と巨大磁気光学機能性の研究

稀磁半导体梯度结构发展及巨磁光功能研究

• 批准号: 08243211
• 负责人: 岡 泰夫
• 金额: $ 1.09万
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08243211/
• 关键词: 希薄磁性半導体; 巨大磁気光学機能性; 傾斜構造; 量子井戸; 量子ドット; 励起子; 超高速分光; 極微細加工

希薄磁性半導体は、Mn、Fe、Coなどの磁性イオンを陽イオンの一部として含む化合物半導体で、Cd_<1-x>Mn_xTeやCd_<1-x>Mn_xSeなどがその代表的なものである。これらの物質は、含まれる磁性イオンの影響によりおおきな磁気光学的性質を示す。本研究の目的は、ナノメートル・スケールでの傾斜分布構造をもつ希薄磁性半導体物質を創製し、磁気光学機能性を開発することである。希薄磁性半導体を素材とした量子井戸試料を、ホットウォール・エピタキシ-法により作成し、磁性イオン濃度や井戸層厚を変化させたCd_<1-x>Mn_xTe/ZnTe多重量子井戸や非対称二重量子井戸を得た。また、スパッター法と熱処理により、Cd_<1-x>Mn_xSe希薄磁性半導体量子ドットををガラスマトリクス中に成長させた。量子井戸系では、電子の量子閉じ込めによる磁気光学効果の増大や電子正孔のトンネル効果、励起子ダイナミクスについての知見を得た。また、量子ドット系では、発光寿命や磁気ポーラロン効果の粒径依存性を測定し、傾斜分布型量子ドット系の磁気光学機能性開発の指針を得た。電子や励起子の波動関数の広がりが10nm程度以下に制限された希薄磁性半導体ナノ構造では、磁性イオンと電子スピンの交換相互作用の量子効果が生じでくるため、分子線エピタキシ-による成長技術と電子線リソグラフィーによる極微細加工技術を組み合わせて物質設計と創製を行う必要があり、これにより、種々の希薄磁性半導体傾斜ナノ構造材料とその機能性の開拓が可能となる。

A part of thin magnetic semiconductor, Mn, Fe, Co, <1-x><1-x>Co These substances contain magnetic and optical properties. The purpose of this study is to create thin magnetic semiconductor materials and develop magnetic optical functionality by using inclined distribution structure. We hope that thin magnetic semiconductor materials and quantum well materials can be prepared by changing the thickness of the magnetic semiconductor layers and <1-x>quantum wells. Cd_<1-x>Mn_xSe thin magnetic semiconductor quantum materials Quantum well system, electron quantum closure, magnetic optical effect, electron positive hole, excitation effect, and detection effect are obtained. The particle size dependence of the emission lifetime and magnetic properties of the quantum system was determined, and the magnetic optical functional development index of the inclined distribution quantum system was obtained. The ratio of electron excitation to electron excitation is less than 10nm, and the limit is expected to be thin magnetic semiconductor structure, magnetic field and electron exchange interaction quantum effect generation, molecular line growth technology, electron line optimization, fine particle processing technology, material design and necessary creation. A new type of thin magnetic semiconductor tilt structure material and its functional development are possible.

项目成果

Y. Oka and K. Yanata,: "Excitonic properties of nanostructure semimagnetic semiconductors" Journal of Luminescence. 70. 35-47 (1996)

Y. Oka 和 K. Yanata，：“纳米结构半磁性半导体的激子特性”发光杂志。

J. Y. Jen, Y. Oka et al,: "Stimulated blue emission processes in Zn_<1-x>Cd_xSe/ZnSe multi-quantum wells" Applied Surface Science. 92. 547-551 (1996)

J. Y. Jen、Y. Oka 等人：“Zn_<1-x>Cd_xSe/ZnSe 多量子阱中的受激蓝光发射过程”应用表面科学。

H. Okamoto, M. Takahashi: "Magnetic Tuning of Carrier Tunneling Processes in the Cd_<1-x>Mn_xTe/ZnTe Asymmetric Double Quantum Wells" Physics of Semiconductors (World Scientific, 1996). 3. 2239-2242 (1996)

H. Okamoto、M. Takahashi：“Cd_<1-x>Mn_xTe/ZnTe 不对称双量子阱中载流子隧道过程的磁调谐”半导体物理（世界科学出版社，1996 年）。

J. R. Anderson, Y. Oka et. al: "Magnetization studies of Sn_<1-x>Eu_xTe" Physica B. 216. 307-309 (1996)

J.R.安德森，Y.奥卡等。

K. Yanata and Y. Oka,: "Exciton Luminescence and The Dynamics in Cd_<1-x>Mn_xSe Quantum Dots" Physics of Semiconductors (World Scientific, 1996). 2. 1477-1480 (1996)

K. Yanata 和 Y. Oka，：“Cd_<1-x>Mn_xSe 量子点中的激子发光和动力学”半导体物理学（World Scientific，1996）。