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磁性体低次元量子サイズ構造の分子線エピタキシ法による精密制御作製と物性

使用分子束外延精确控制磁性低维量子结构的制造和物理性质

基本信息

批准号：
09236206
负责人：
森下義隆
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
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

项目摘要

磁性体/半導体ハイブリッドデバイスの実現を目的として、分子線エピタキシ(MBE)法によりMnAs/GaAsヘテロ構造の作製を行った。はじめに、MnAs薄膜のMBE成長条件の確立を図り、200°C以上で単結晶エピタキシャル膜の成長が可能であること、MnAsの成長面方位が基板面方位および基板温度に依存して変化することが分かった。また、磁気光学カ-測定では、スペクトルがMnAsの成長面方位に依存することが分かった。しかし、MnAs膜表面モルフォロジーを観察した結果、表面には3次元成長島が見られた。そこで、MnAs膜表面の平坦性の向上を目的として、原子状水素(H・)を照射しながらMnAs薄膜のMBE成長を行い、原子間力顕微鏡によりMnAs表面モルフォロジーを観察したところ、H・照射ありではGaAs[110]方位に伸びる広く均一なファセット状のうねりのみが見られ、3次元成長島は全く見られなかった。次に、段差を設けたGaAs基板上にMnAsのMBE成長を行った結果、Mnフラックスの方向で薄膜の成長位置(段差基板の表面のみ、または斜面のみなど)を制御できることが分かった。さらに、SiN_Xによりパタ-ニングしたGaAs基板にMnAsを成長したとき、SiN_X上には全く成長せず、GaAs上のみに成長が起こるMnAsの選択成長を試みた。その結果、成長レートを遅くして成長中にH・を照射したときに選択成長が可能であることが分かった。これらの結果は、高品質ナノスケールの磁性体細線、ドットの作製の礎となるものである。

The purpose of the magnetic/semiconductor hybrid is to manufacture MnAs/GaAs hybrid structures by molecular wire bonding (MBE). For MnAs thin films, the MBE growth conditions are established, and the growth of single crystalline films is possible at temperatures above 200°C. The orientation of the growth plane of MnAs depends on the orientation of the substrate surface and the substrate temperature. The orientation of MnAs growth plane depends on the magnetic and optical properties. As a result, the surface of the MnAs film was found to be a three-dimensional growth island. The surface flatness of MnAs film is enhanced by atomic element (H·) irradiation, and the MBE growth of MnAs film is performed. The surface flatness of MnAs film is observed by atomic force microscope. H·irradiation is performed by GaAs[110] orientation, and the uniform shape of MnAs film is observed. The three-dimensional growth island is completely observed. The results of MBE growth of MnAs on GaAs substrates are as follows: the growth position of MnAs films in the direction of step difference (the surface of the substrate with step difference and the slope of the substrate) is controlled. SiN_X, GaAs substrate, MnAs, SiN_X, GaAs substrate, MnAs, SiN_X, GaAs substrate, GaAs substrate, SiN_X, GaAs substrate, GaAs substrate, SiN_X, GaAs substrate, GaAs substrate As a result, growth is possible. The result is high quality magnetic fine wire and base material.