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磁性半導体における変調ドープヘテロ構造の作製と2次元電子系の研究

磁性半导体调制掺杂异质结构的制备及二维电子系统研究

基本信息

批准号：
13640317
负责人：
黒田眞司
金额：
$ 1.6万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究では、分子線エピタキシー(MBE)により、ヨウ素をドーパントとしたn型のCd_<1-x>Mn_xTe/Cd_<1-y>Mg_yTeの変調ドープヘテロ構造を作製し、強磁場下の電気伝導ならびにフォトルミネッセンス(PL)の測定を行った。それにより磁性半導体の2次元電子系における特異な種々の物性を明らかにした。1.電気伝導測定高移動度試料の磁場中での電気伝導測定で、整数量子ホール効果による伝導率の振動を見出し、その整数占有率vの位置から、磁性2次元電子系特有の巨大ゼーマン分裂による特異な電子エネルギー構造を有することが確認された。また磁気抵抗の振舞いにおいて、非磁性の試料とは逆に低磁場域で正の磁気抵抗が現れることを見出し、クーロン相互作用に基づく伝導率の量子補正という描像で定量的解析を行った。2.発光測定上記と同じ試料において、25Tまでの強磁場下でPL測定を行い、整数占有率vの磁場位置で発光線のエネルギーおよび発光強度が規則的に振動することを見出した。特にv=1の磁場位置では、発光線の高エネルギー側への不連続な跳びが見出された。この発光線の「跳び」を様々な試料で系統的に観測し、そのMn組成、キャリア濃度に対する依存性を解析した。その結果、この発光線の起源は荷電励起子であり、この荷電励起子の解離エネルギーがv=1でのフェルミ準位の移り変わりに応じて不連続に変化することにより、発光線の「跳び」が生じるとするモデルを提唱した。またある特定のMn組成、キャリア濃度の試料では、占有率vが同じ値でありながらフェルミ準位に相当するランダウ準位が交差する、という極めて特異なエネルギー構造が実現されており、このランダウ準位の交差に伴って発光エネルギーの磁場依存性が折れ曲がりを示すことを見出した。

This year, the research team, the molecular line imaging equipment (MBE) equipment, the high-performance Cd_<1-x>Mn_xTe/Cd_<1-y>Mg_yTe equipment equipment, the high-intensity magnetic field and the high-intensity magnetic field guidance equipment were used to determine the performance of the PL. The physical properties of magnetic hemispheres and two-dimensional subsystems of magnetic hemispheres have been tested. 1. In the magnetic field with high mobility, the electronic guide is used to measure the magnetic field, the whole number of quantum devices is measured, the frequency of vibration is observed, the occupancy of the whole number is v, the position is low, and the magnetic two-dimensional electronic system is unique to the magnetic two-dimensional electronic system. Magnetic resistance, vibration and dance, non-magnetic materials, inverse low magnetic domain, positive magnetic resistance, positive magnetic resistance, interaction, quantum rate, quantum imaging, quantitative analysis. two。 The optical measurement record is the same as that of the data system, the 25T magnetic field position, the PL measurement line, and the integer occupancy v magnetic field position. The optical intensity rule of the optical measurement is similar to that of the optical intensity rule. The location of the magnetic field is special, the light is high, and the link is not connected. In order to analyze the performance of the optical system, such as the performance of the optical system, the composition of the Mn, and the reliability of the system, the optical fiber "jump" is used to analyze the reliability of the system. The result of the test, the source of the cable, the driver of the driver, the driver. In terms of the specific Mn components, the accuracy of the data, the occupancy ratio of the data, the occupancy ratio of the data, the share of the data, the occupancy of the data, the occupancy ratio, the location, the accuracy, the sensitivity, the sensitivity, the sensitivity,