分子エレクトロニクスを応用したスピンコヒーレンス制御素子の開発

应用分子电子学的自旋相干控制装置的研制

• 批准号: 03J01524
• 负责人: 水口 将輝
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J01524/
• 关键词: 有機EL; ハーフメタル; スピン

強磁性金属から、有機EL素子にスピン偏極キャリアを注入する技術を確立するため、安定的なEL構造の試作を試みた。ホール注入電極として、Co、Fe、パーマロイなどの強磁性金属を用いて、EL素子からの発光を測定した。その結果、Co/Alq_3/NPD/ITOの系において、比較的低い電圧で連続的な発光を確認した。また、強磁性層の種類や膜厚に依存して発光特性が変化することが分かった。さらに、完全スピン偏極キャリアを注入するのに欠かせないとされるハーフメタル材料の開発として、第一原理計算によりハーフメタルなバンド構造を有することが予言されている、閃亜鉛鉱型CrAsの厚膜成長を試みた。成長条件を制御し、2原子層CrAsと2原子層GaAsを交互に積層した多層膜構造のエピタキシャル成長に成功した。この多層構造もほぼ完全にスピン偏極率を保つことが理論計算から分かっており、積層構造を100層にすることで、CrAs部分の層膜厚が50nmを超える超構造の作製を実現した。また、同じくハーフメタルになることが予言されている閃亜鉛鉱型MnAsのエピタキシャル成長を目指し、その成長の初期状態の表面構造および磁区構造を詳細に調べた。GaAs(001)基板上に成長したMnAsでは、GaAs[110]方向に沿って分散する長方形の欠陥構造を確認した。また、真空中温度可変磁気力顕微鏡を用い、温度を変化させながら、MnAsの磁区構造を観察したところ、バルクのMnAsのキュリー温度である45℃付近で、磁区構造が急激に変化する様子を直接観察することに成功した。一方、GaAs(111)B上に成長したMnAs薄膜では、表面の凹凸像と磁区像とに明らかな相関は見られなかった。

Strong magnetic metal か ら, organic EL element に ス ピ ン partial pole キ ャ リ ア を injection す る technology を establish す る た め, stable な EL tectonic の try make を み た. ホ ー ル injection electrode と し て, Co, Fe, パ ー マ ロ イ な ど の strong magnetic metal を with い て, EL element か ら の 発 light を determination し た. The そ そ result, Co/Alq_3/NPD/ITO <s:1> is にお を て て, and the comparison of low <s:1> voltage で connected to 続 な lumination を confirms that た た. Youdaoplaceholder0, types of strong magnetic layers や film thickness に dependent on て light emission characteristics が variation する とが とが division った った さ ら に, completely ス ピ ン partial pole キ ャ リ ア を injection す る の に owe か せ な い と さ れ る ハ ー フ メ タ ル material の open 発 と し て, first principles calculation に よ り ハ ー フ メ タ ル な バ ン ド a す を construction る こ と が to say さ れ て い る type, flash 亜 lead 鉱 CrAs の thick film growth を try み た. Growth conditions を suppression し, 2 atomic layer CrAs と 2 atomic layer GaAs を interaction に horizon し た multilayer structure の エ ピ タ キ シ ャ ル growth に success し た. こ の multilayer structure も ほ ぼ completely に ス ピ ン partial pole rate を bartender つ こ と が theoretical calculation か ら points か っ て お り 100 layer, laminated structure を に す る こ と で, CrAs part の layer film thickness が 50 nm を super え る ultra structure の cropping を be presently し た. ま た, with じ く ハ ー フ メ タ ル に な る こ と が to say さ れ て い る flash 亜 lead type 鉱 MnAs の エ ピ タ キ シ ャ ル growth を refers し, そ の growth の initial state の surface structure お よ び detailed に adjustable magnetic structure を べ た. GaAs (001) substrate に growth し た MnAs で は, GaAs に [110] direction along the っ て scattered す る rectangle の owe 陥 tectonic を confirm し た. ま た, vacuum temperature can be variations in the magnetic force 気 顕 micromirror を を い, temperature variations change さ せ な が ら, MnAs の magnetic structure を 観 examine し た と こ ろ, バ ル ク の MnAs の キ ュ リ ー temperature で あ る pay nearly 45 ℃ で structure, magnetic が nasty shock に variations change す る others child を 観 directly examine す る こ と に successful し た. One party, GaAs (111) B に growth し た MnAs film で の は, surface concave and convex like と magnetic area like と に Ming ら か な phase masato は see ら れ な か っ た.

项目成果

M.Mizuguchi, T.Manago, H.Akinaga: "Room temperature magnetoresistance effect observed in Au/GaAs films processed by focused ion beam"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (in press).

M.Mizuguchi、T.Manago、H.Akinaga：“在聚焦离子束处理的 Au/GaAs 薄膜中观察到的室温磁阻效应”《磁性与磁性材料杂志》。

J.Okabayashi, M.Mizuguchi, M.Oshima, H.Shimizu, M.Tanaka, M.Yuri, C.T.Chen: "Electronic and magnetic properties of MnAs nanoclusters studied by x-ray absorption spectroscopy and x-ray magnetic circular dichroism"Applied Physics Letters. 83. 5485 (2003)

J.Okabayashi、M.Mizuguchi、M.Oshima、H.Shimizu、M.Tanaka、M.Yuri、C.T.Chen：“通过 X 射线吸收光谱和 X 射线磁圆二色性研究 MnAs 纳米团簇的电子和磁性”

M.Mizuguchi, H.Kuramochi, J.Okabayashi, T.Manago, H.Akinaga: "Magnetic domain structure of MnAs thin film as a function of temperature"Materials Transactions. 44. 2578 (2003)

M.Mizuguchi、H.Kuramochi、J.Okabayashi、T.Manago、H.Akinaga：“MnAs 薄膜的磁畴结构作为温度的函数”Materials Transactions。