半導体/強磁性体薄膜多層構造による励起子磁気光学効果の創出

利用半导体/铁磁薄膜多层结构产生激子磁光效应

基本信息

  • 批准号:
    11875005
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.09万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 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

本研究は、励起子効果の強いZnO半導体と強磁性薄膜の多層構造という新しい機能の場を実現し、励起子光物性と磁性の強い相互作用により、巨大励起子光磁気効果の実現を図ることを目的に行った。結果を以下に示す。1.ZnO半導体の垂直配向の制御のため、基板にはサファイアを用い、スパッタリングと分子線成長法(MBE)による成長を行った。2.磁性薄膜にはMnOを選び、サファイア基板上でスパッタリングによる配向制御を行った。垂直配向のために最適な成長条件を検討するとともに、MBE成長に展開するための基礎的な成長特性を明らかにした。3.ZnOおよびMnOの配向制御にとって、サファイアのa面を用いること、数度のオフ角を設けることが望ましいことが明らかになった。これを用いて多層薄膜の成長を行い、各層が1000A^^○程度の構造を得ることができた。多層構造の成長では、ZnO上にMnOの成長において界面制御が特に重要であることがわかった。4.光物性評価により、ZnOに安定に励起子が存在し、強い励起子発光および励起子吸収が200K程度まで観測された。MnOの磁性との相互作用により、発光に偏光特性が現れ、励起子と磁性の相互作用が生じていることが明らかになった。5.さらに強い励起子効果を得るため、ZnO/ZnMgOおよびZnCdO/ZnO多層構造に励起子を局在させ、磁性薄膜との相互作用を生じさせる構造を提案し、コヒーレント成長可能な構造設計を行った。以上、励起子磁気相互作用のための新しい構造を提案し、それが作製可能なことを明らかにするとともに、励起子光物性の磁性による変調を実現し得た。今後、各層の配向特性と界面での非発光中心の低減、量子構造による励起子の局在により、低磁界での強い磁気光学効果への実現へと研究が展開しうる見通しが得られた。
In this paper, we study the multi-layer structure of ZnO semiconductor and ferromagnetic thin films, and the realization of the new functional field and the strong magnetic interaction of ZnO semiconductor and ferromagnetic thin films. The results are shown below. 1. Fabrication of ZnO semiconductor with vertical alignment, substrate and molecular wire growth 2. Magnetic thin film on the substrate of MnO selection and alignment control The optimal growth conditions for vertical alignment and MBE growth are discussed. 3. ZnO and MnO alignment control, a surface, a number of degrees, a surface, a surface The growth of multilayer thin films with different thickness and structure of 1000A are discussed. The growth of multilayer structure is especially important for ZnO and MnO. 4. Optical properties evaluation, ZnO stable excitation, strong excitation emission and excitation absorption up to 200K The interaction between MnO and magnetism causes polarization and excitation. 5. The structure design of ZnO/ZnMgO and ZnCdO/ZnO multilayer structure is proposed. The new structure of excitation magnetic interaction is proposed, and the magnetic properties of excitation magnetic interaction are realized. In the future, the alignment characteristics of each layer and the realization of the non-emission center in the interface, the quantum structure, the excitation and the optical effect in the low magnetic field will be studied.

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Sakurai,M.Kanehiro,S.Fujita他: "Effects of substrate offset angles on MBE growth of ZnO"Journal of Crystal Growth. (印刷中).
K. Sakurai、M. Kanehiro、S. Fujita 等人:“基板偏移角度对 ZnO MBE 生长的影响”《晶体生长杂志》(正在出版)。
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