強磁性ナノ微粒子を含む半導体グラニュラー構造の作製、物性解明、およびデバイス応用

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・InAlAs:MnAs薄膜およびInGaAs:MnAs薄膜の作製と光アイソレータ型デバイスへの応用InP基板に整合する半導体-強磁性金属複合構造である、Mn濃度が12%のlnAlAs:MnAsグラニュラー薄膜の作製に成功した。InAlAs:MnAsグラニュラー薄膜は室温で大きな磁気光学効果を示すことを明らかにした。さらに、InAlAs:MnAsグラニュラー薄膜を、非相反損失を利用した導波路型光アイソレータ型デバイスに応用し、横磁気カー効果の観測に成功した。1kOeの大きさの磁場を印加した場合の進行波と後進波の光学吸収損失の差であるアイソレーション比は1.3dB/mmであり、理論的に求められる値とほぼ一致した。現在、磁気光学効果(アイソレーション比)を高めるために、InGlaMnAs磁性層中のMn濃度を高くすることを試みたが、Mn濃度が12%の試料と比べて、同程度のアイソレーション比しか得られず、現在、その原因を調べている。・プレーナーホール効果測定を用いたlnGaMnAs薄膜における面内磁気異方性の評価InGaMnAsのMn濃度を高くするにあたり、その磁気特性を調べることから研究に着手した。InP(001)基板に整合する強磁性半導体InGaMnAs薄膜を作製し、その磁気異方性を制御することに成功した。In組成を変化させることにより、InGaMnAsにおける歪を制御し、その磁化容易軸方向を試料表面に対して圧縮歪を加えることにより面内方向に、伸長歪を加えることにより面直方向に制御することに成功した。また、面内に磁化容易軸を持つlnGaMnAs薄膜の面内における磁気異方性を、プレーナーホール抵抗測定を用いて明らかにした。InGaMnAs薄膜は、低温で一軸磁気異方性を持つことを明らかにした。