Growth of rare-earth doped magnetic semiconductor superlattices and tructural analysis and properties investigation using synchrotron radiation.

稀土掺杂磁性半导体超晶格的生长以及使用同步辐射的结构分析和性能研究。

• 批准号: 18710088
• 负责人: MIYAGAWA Hayato
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18710088/
• 关键词: ナノ構造物性; 超格子; 希土類元素; 磁性半導体; 磁性多層膜; スピントロニクス; 交換相互作用; ヘテロ接合; 半導体超格子; 断面TEM観察像

本研究では、室温で強磁性を示す磁性半導体を用いた超格子構造によって磁気物性や光電子物性等の材料特性を向上させることを目的とし、分子線エピタキシー(MBE)法により、磁性元素である希土類元素を微量に添加した磁性半導体を作製し、更に異なる組成で周期的に繰り返し積層させることで磁性超格子構造の作製を行い、その構造評価を電子顕微鏡法、X線回折法で行うと同時に物性評価を磁化測定に加え放射光実験により行った。本補助金により導入整備した高温蒸発源セルによって、一般に蒸発温度が高くエピタキシャル蒸着の困難な希土類元素の蒸発レイト制御が可能となり、これによりGd(ガドリニウム)を安定供給させることで均一組成を有する磁性半導体GaAsGdの作製に成功した。磁化測定による成長条件と室温強磁性との関係の検討に加え、放射光X線による光電子分光実験を行い、Gd周りの原子間結合(Gd-As結合、Gd-O結合)が磁性に強く影響することを明らかにした。さらに、GaAsとGaAsGdの超格子構造、金属Gdの多層構造の作製を行い、作製条件による結晶安定性と強磁性安定性の変化について検討した。結果を学術会議で発表するとともに論文化を行った。

In this study, ferromagnetic materials are used in magnetic semiconductors at room temperature, and the properties of magnetic and optoelectronic materials are improved by molecular wire (MBE) method. Magnetic elements are added in trace amounts to magnetic semiconductors, and the composition of magnetic semiconductors varies. Structure evaluation, electron microscopy, X-ray reflection, magnetic properties evaluation, and radiation measurement This grant is aimed at introducing a high temperature vapor source into the system, generally evaporating at a high temperature and difficult to evaporate, and controlling the evaporation of rare earth elements. It is possible to stably supply Gd to the system, and the production of magnetic semiconductor GaAsGd with uniform composition is successful. Magnetization measurements: growth conditions and room temperature ferromagnetism. Effects of X-ray emission, photoelectron spectroscopy, and Gd-cycle interatomic bonding (Gd-As bonding, Gd-O bonding) on magnetic properties. In addition, GaAs and GaAsGd superlattice structure, metal Gd multilayer structure, processing conditions, crystal stability and ferromagnetic stability change are discussed. The results of the academic conference are presented in the form of cultural discussions.

项目成果

MBE Growth of Diluted Mangetic Semiconductor Gadolinium-doped GaAs

稀锰半导体掺钆 GaAs 的 MBE 生长

• 发表时间: 2007
• 期刊: Abstract of The 17th Iketani Conference : The Doyama Symposium
• 作者: H. Shiraoka;H. Miyagawa;S. Higushi;K. Fujii;N. Takahashi;ほか6名
• 通讯作者: ほか6名

窒素ラジカル変調制御法による窒素含有化合物半導体多層積層体の製造方法

使用氮自由基调制控制法的含氮化合物半导体多层层叠体的制造方法

• 发表时间: 2006

Structure and Magnetic Properties of Gd-doped Gallium Arsenide grown by MBE

MBE 生长的掺 Gd 砷化镓的结构和磁性能

• 发表时间: 2007
• 期刊: Extended Abstract of the 2007 International Conference on Solid State Device and Materials 68
• 作者: H. Shiraoka;H. Miyagawa;S. Higuchi;K. Fujii;N. Takahashi
• 通讯作者: N. Takahashi

Optieal Property of GaNAs/GaAs Multiple Thin-Quan tum-Well Structure Grown, by RF-MBE

RF-MBE 生长的 GaNs/GaAs 多薄量子井结构的光学特性

• 发表时间: 2008
• 作者: Hayato Miyagawa;他
• 通讯作者: 他

Structure and magnetic properties of Gd/Fe layers grown by MBE

MBE 生长的 Gd/Fe 层的结构和磁性能

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Crystal Growth 不明(掲載確定)
• 作者: H. Miyagawa;H. Shiraoka;M. Tani;K. Fujii;N. Takahashi;ら
• 通讯作者: ら