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希薄磁性半導体界面の核スピン制御

稀磁半导体界面的核自旋控制

基本信息

批准号：
17740194
负责人：
小倉昌子
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740194/
关键词：
電子状態計算超微細相互作用希薄磁性半導体

项目摘要

(In,Mn)AsなどのIII-V族希薄磁性半導体とAISb等のヘテロ接合を考え、界面付近に不純物(例えばアンチサイトAs)を導入し、その超微細場に着目する。接合部分にバイアス電圧を加えると界面付近でAISb側から(In,Mn)As側への電子注入がわずかに生じ、アンチサイトAsのs状態の占有数が変化し超微細場に大きな変化が生じる。このように超微細場を制御することによって核スピンを操作することが可能であると考えられる。本研究では密度汎関数法に基づくKKR-CPA法を用いて超微細場の変化を検証した。その結果数ボルトのバイアス電圧によってアンチサイトAsの超微細場が大きく変化することがわかった。このような超微細場の変化は磁性半導体やベースとなる半導体の種類を変えても同様におこる。ただし超微細場が変化するバイアス電圧の値はベースによって大きく異なる。これはベースによってアンチサイトAsのエネルギー準位が変化するためである。超微細場のふるまいはMn濃度にも依存し、Mn濃度が高いほど超微細場が変化するバイアス電圧の値が大きくなり、超微細場の変化は大きくなることがわかった。前者は(In,Mn)Asのキャリアホールが増加すること、後者はアンチサイトAsの状態の交換分裂が大きくなることから説明できる。また、超微細磁場の変化のふるまいはベース半導体のドーピングによっても変化する。例えば、ドナーを供給するとフェルミレベルがシフトして超微細場が変化するバイアス電圧の値が低くなる。これらのことから現実的なバイアス電圧で超微細場を制御できる系を設計することが可能であると言える。II-VI族化合物半導体についても同様の計算を試みたが、大きな超微細場の変化は見られなかった。これはバンドギャップ中に磁性イオンによるバンドが生じて、不純物状態がこの磁性イオンによるバンドと強く混成し広がってしまうためである。

(In As,Mn), III-V thin magnetic semiconductors, AISb, etc. are introduced into the interface, impurities (e.g., As) are introduced into the interface, and ultra-fine fields are introduced. The number of electron injection states on the AISb side,(In,Mn)As side and the number of electron injection states on the AISb side,(In,Mn)As and the number of electron injection states on the AISb side,(In, As and The ultra-fine field is controlled by the ultra-fine field. In this study, the density dependent method is used to verify the ultra-fine field transformation based on KKR-CPA method. As a result, the ultra-fine field of the AC switch As changes greatly due to the voltage of the DC switch. The ultra-fine magnetic field changes the type of semiconductor. The ultra-fine electric field has been transformed into a large electric field, and the electric field has been transformed into a large electric field. This is the first time I've ever seen a woman. The ultra-fine field is dependent on Mn concentration, Mn concentration is high, ultra-fine field is high, and ultra-fine field is high. The former is (In,Mn)As, and the latter is (In, Mn) As. In addition, the ultra-fine magnetic field is transformed into a semiconductor. For example, the voltage value of the ultra-fine field is low due to the low voltage of the ultra-fine field. The design of ultra-fine field control system is possible. II-VI compound semiconductor in the calculation of the same kind of test, large and ultra-fine field transformation This is because the magnetic element in the magnetic element is mixed with the magnetic element, and the impurity state is mixed with the magnetic element.