Study on Room Temperature Ferromagnetic Nitride Semiconductor Nanostructures and Nanospintronics Device Application

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(1) GaGdN/GaN超格子構造を成長し、キャリア誘起磁性による磁化の向上を観測した。(2) 室温強磁性を示すGaCrNナノロッド構造の成長を実現した。(3) GaGdN を低温成長することにより、Gd 濃度の増加とそれに伴う飽和磁化の大幅な増大を実現した。Si の同時ドーピングにより更なる飽和磁化の増大が可能なことを示した。(4) Alフラックスを減少させて成長することにより、ヘテロ界面が平坦でAlドロップレットのない良好なGaCrN/AlN多重量子ディスク(MQDisk)ナノロッド構造の成長に成功した。(5) GaCrN/AlN/GaCrN 三層構造ダイオードを作製し、77K においてトンネル磁気抵抗(TMR)効果を観測した。全半導体ベースのTMR デバイスでは最高の温度でのTMR 効果の観測である。(6) AlNの代わりにAlGaNに置換えたGaCrN/AlGaN-MQW構造とすることによっても平坦なヘテロ界面を持つ良好なMQW構造が成長可能なことが分かった。この知見に基づき、AlGaNGaCrN/AlGaN三層構造磁気トンネルデバイスを試作した。