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遷移金属元素ドープ酸化亜鉛エピタキシャル薄膜における新機能探索

寻找过渡金属元素掺杂氧化锌外延薄膜的新功能

基本信息

批准号：
11875138
负责人：
川崎雅司
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

既存のパルスレーザー堆積装置を改良して、コンピューターにより複数の異なるターゲットを交互にレーザーでアブレーションして組成を自動制御することが可能になった。その手法で酸化亜鉛にMnをドープしたエピタキシャル薄膜を作製して、結晶構造・光吸収・磁気抵抗測定の結果から、世界ではじめて酸化物ベースのII-VI族希薄磁性半導体であることを検証した[T.Fukumura et al.,Appl.Phys.Lett.,75,3366(1999).]。この結果に刺激されて酸化亜鉛ベースの希薄磁性半導体の室温強磁性の可能性が理論的に指摘された[T.Dietl et al.,Science 287,1019(2000);K.Sato et al.,Jpn.J.Appl.Phys.39,L555(2000)]。引き続き、酸化亜鉛に3d遷移金属イオン各種類のドープを行い、熱力学的固溶限界を上回る濃度のドーピングに成功した[Z.Jin et al.,J.Crys.Growth 214/215,55(2000).]。そして、各イオンに対して、熱力学的に非平衡な条件における固溶限界を求めることに成功した。その一連の試料に対する光吸収や磁気抵抗測定の結果から、遷移金属イオンの種類により各性質が大きく異なることを見出した[Z.Jin et al.,Physica E,印刷中]。そして、磁気測定の結果から前述のn型酸化亜鉛ベースの希薄磁性半導体のいくつかで強磁性になるという予測が少なくとも3K以上では誤りであることを証明した[Z.Jin et al.,投稿中.]。さらに詳細な磁気測定により、Mnドープn型酸化亜鉛では、これも理論的な予測の反強磁性とは異なり、スピングラスの性質を持つことを見出した[T.Fukumura et al.,Appl.Phys.Lett.78,958(2001)]。Coドープ酸化亜鉛では、低温で大きな磁気光学効果を見出した[K.Ando et al.,投稿中]。また、酸化亜鉛と同じく酸化物半導体としてよく知られている酸化チタンにCoをドープすることで、室温強磁性が発現することを発見した[Y.Matsumoto et al.,Science 291,854-856(2001)]。

The existing multi-layer stacking device is improved, and the multi-layer stacking device can be automatically controlled. The preparation of thin films of Mn and Mn by different methods, crystal structure, optical absorption and magnetic resistance measurements, and the results of measurement of thin films of Mn and Mn in the world [T.Fukumura et al., Appl.Phys.Lett., 75,3366(1999).]。These results have stimulated theoretical criticism of the possibility of room temperature ferromagnetism in rare thin magnetic semiconductors such as acidified lead alloys [T.Dietl et al., Science 287,1019(2000);K.Sato et al., Jpn.J.Appl.Phys.39,L555(2000)]。[Z.Jin et al., 2003] The study of the thermodynamic solution limit and the concentration of 3d migration metals in lead and acid solutions. J.Crys.Growth 214/215,55(2000).]。In the case of thermodynamic nonequilibrium conditions, the solution limit is determined. The results of optical absorption and magnetic resistance measurements of a series of samples show that the types and properties of migrating metals vary greatly [Z.Jin et al., Physica E, in print]. [Z.Jin et al., 2001] The results of magnetic measurements of thin magnetic semiconductors with n-type acidified lead show that the ferromagnetic properties of thin magnetic semiconductors with n-type acidified lead are predicted to be less than 3K. In the post...] The detailed magnetic measurements of Mn and Mn in the n-type acidified lead alloys have been presented in [T.Fukumura et al., Appl.Phys.Lett.78,958(2001)]。Code-based magnetic and optical properties at low temperatures [K.Ando et al., in the post]. The discovery of ferromagnetism at room temperature in acidified semiconductors [Y.Matsumoto et al., Science 291,854-856(2001)]。