权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

III-V族希薄磁性半導体の電子状態と磁性

III-V族稀磁半导体的电子态和磁性

基本信息

批准号：
11125211
负责人：
赤井久純
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

III-V族希薄磁性半導体(Ga_<1-x-y-z>Mn↑_xMn↓_yX_z)As混晶,およびIII-V/III-Vタイプ希薄磁性半導体格子(In_<1-x-y>Mn↑_xMn↓_y)As/(Al_<1-z>Be_z)Sb,II-VI/III-Vタイプ希薄磁性半導体超格子(Cd_<1-x-y>Mn↑_xMn↓_y)Te/(Al_<1-z>Y_z)(As_<1-w>Z_wの電子状態をKKR-CPA法および密度汎関数法の局所近似にもとづいて第一原理的に計算した.ここでMn↑とMn↓はそれぞれ磁化にたいして平行および反平行な局所磁気モーメントを持ったマンガン原子,XはAsでIII族位置に入ったV族不純物原子,Y,Z,はC,Si,GeなどのIV族元素である.(Ga,Mn)AsではMnはアクセプタとなりp型伝導を示すが(Cd,Mn)Te/(Al,X)(As,Y)ではXやYの濃度がゼロの時にはキャリアが存在しない.いずれも不純物濃度z,wを変えることによってキャリア濃度を調整することができる.キャリア濃度の高いところでは系は強磁性,キャリア濃度の低いところでスピングラス相を生じる.上向きモーメント,下向きモーメントを持つMn原子が不規則に存在する可能性を考慮した計算を行い,以下の結論を得た.・(Ga,Mn)Asではzの小さいところでキャリア濃度は高く,強磁性が安定である.Zの増加とともにキャリア濃度は減少し,dホールの消失にともないスピングラス相が安定化される.・強磁性が生じるメカニズムは二重交換相互作用の一形態である.低キャリア濃度でスピングラス相が安定化する理由は二重交換相互作用の禁止によって,超交換相互作用のみが働くためである・(In,Mn)As/(Al,Be)Sbではz=0においても強磁性が安定である.以前の結果ではこのときスピングラス相が安定であったが計算精度の向上によって結論が変わった.Zの増加とともに,InAs層に対するキャリア注入が起こり,強磁性が安定化される.強磁性の安定化に関しては以前の結論と変わりない.・(Cd,Mn)Te/(Al,X)(As,Y)においてn型ドーピングをしても(Cd,Mn)Te層にはd成分をもったキャリアは注入されず,強磁性は起こらない.XとしてCを用いるホールドーピングとなり,約10%程度のC添加で強磁性が発生する。YとしてCを用いて不純物準位が価電子帯のすぐ上に出来るためにある程度の濃度をいれるとやはりホールドーピングとして働く.このためXとYの両方にCを用いると容易に強磁性が安定化される.

III-V thin magnetic semiconductor (Ga_<1-x-y-z>Mn↑_xMn <$_yX_z)As mixed crystal, III-V/III-V thin magnetic semiconductor lattice (In_<1-x-y>Mn↑_xMn <$_y)As/(Al_<1-z>Be_z)Sb,II-VI/III-V thin magnetic semiconductor superlattice (Cd_<1-x-y>Mn↑_xMn <$_y)Te/(Al_<1-z>Y_z)(As_<1-w>Z_w) electronic state by KKR-CPA method and density function method. Mn is magnetized in parallel and antiparallel to each other,X is in group III position, V impurity atom,Y,Z, C,Si,Ge are in group IV element. (Ga(Cd,Mn) Te/(Al, X)(As, Y) Te/(Al,X)Te/(As, Y)Te/(As, Y)Te/(Al,X)Te/(As,Y) Te/(As,Y) Te/(Al, Y) Te/(As,Y) Te/(Al, Y) Te/(As, As The impurity concentration z,w is adjusted. The high concentration and low concentration of iron and steel are opposite to ferromagnetism, and the high concentration and low concentration of iron and steel are opposite to ferromagnetism. The possibility of Mn atoms existing irregularly is considered in the calculation of upward and downward directions, and the following conclusions are obtained. (Ga,Mn)As z Ferromagnetism is a form of double exchange interaction. The reason why the phase is stabilized at low concentration is that the double exchange interaction is forbidden, and the superexchange interaction is stable.(In,Mn)As/(Al,Be)Sb is stable because z=0. The previous results show that the ferromagnetic properties are stable due to the increase in the accuracy of the calculation. Previous conclusions on the stabilization of ferromagnetism have changed.·(Cd(Cd,Mn)Te/(Al,X)(As,Y) layer contains n-type elements and (Cd,Mn)Te layer contains d-type elements. Ferromagnetism occurs due to the addition of C-type elements to the (Cd, Mn)Te layer. The concentration of impurities in the sample is higher than that in the sample. X, Y, C, Y, Y, X, Y, Y,