Coドープ二酸化チタン/GaNヘテロ接合を用いた光スピントロニクスデバイスの開発
使用共掺杂二氧化钛/GaN异质结的光学自旋电子器件的开发
基本信息
- 批准号:18760023
- 负责人:
- 金额:$ 2.05万
- 依托单位:
- 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 2007
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究では室温動作可能な半導体スピントロニクスデバイスの実現に向けて,室温強磁性半導体であるCoドープTiO_2(Co:TiO_2)をp型GaN基板上にエピタキシャル成長したヘテロpn接合を作成し,スピンLEDとして動作させることを目的とした。本年度は,平成18年度に試作したCo:TiO_2/p-GaNヘテロ接合の電流注入発光(EL)スペクトルの円偏光度を磁場下において測定した。室温および約10Kの低温での発光を観測することに成功したが,スピンLED動作は確認されなかった。原因を探るため,光電子分光測定によりCo:TiO_2/p-GaNヘテロエピタキシャル薄膜の界面状態とバンドオフセットを評価した。当初計画していたin situ XPS/UPSチャンバは作製が間に合わなかったため,KEK-PF BL2Cにおいて放射光XPS測定を行った。TiおよびGaの内殻スペクトルは,TiO_2とGaNの界面反応に起因するTiN層やGa_2O_3層はほぼ存在しないことを示した。一方で,価電子帯スペクトルは伝導帯のバンド不連続が価電子帯よりも大きいことが示唆された。これはヘテロ接合において正孔が伝導キャリアとなることを意味しており,Co:TiO_2からp-GaNへのスピン偏極電子の注入が困難なことを意味する。この問題を解決するために,発光層としてGaNとほぼ同じ結晶構造をもつ酸化物半導体であるZnOを用いた3層構造の作製を試みた。300℃以下の低温で成長したZnOをバッファ層とすることで,室温で強磁性を示す良質なCo:TiO_2エピタキシャル薄膜を初めて得た。作製したCo:TiO_2/ZnO/p-GaN 3層構造についてELスペクトルとその磁場依存性を評価したところ,スピンLED動作は見られず,ZnO層の不純物に由来する赤色発光が観測された。よって,発光層であるZn0の品質の向上が今後の課題であると結論した。
In this study, it is possible that the growth temperature of the GaN substrate on the room temperature-enhanced magnetic half-body, the growth and growth of the pn on the GaN substrate of the room-temperature-enhanced magnetic half-body, the growth and growth of the pn substrate, and the growth of the pn substrate, the growth temperature, the growth temperature, the temperature and the temperature. This year, in the year 18, Pingcheng was responsible for the Co:TiO_2/p-GaN joint current injection into the optical fiber (EL) optical polarization measurement under the magnetic field. The room temperature temperature is about 10K, the temperature is about 10K, the temperature is low, the light temperature is low, the temperature is low, and the LED action is checked to confirm that the temperature is low. The reason is that the interface of the thin film has been determined by photoelectron spectroscopy, and the interface of the thin film has been determined by photoelectron spectroscopy. The results show that the interface of the thin film is different from that of the thin film. At the beginning, it was planned that the in situ XPS/UPS system would be used to determine the radiation intensity of the radiation XPS. The interface of Ti
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ルチルCo_xTi_1-xO_2/ZnO/p-GaN三層構造の作製
金红石Co_xTi_1-xO_2/ZnO/p-GaN三层结构的制备
- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:廣瀬 靖;他
- 通讯作者:他
Intrinsic Faraday spectra of ferromagnetic rutile Ti1−xCoxO2−δ
铁磁金红石 Ti1−xCoxO2−δ 的本征法拉第光谱
- DOI:10.1063/1.2213517
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:4
- 作者:Y. Hirose;T. Hitosugi;Y. Furubayashi;G. Kinoda;K. Inaba;T. Shimada;T. Hasegawa
- 通讯作者:T. Hasegawa
Ferromagnetic rutile Co_xTi_1-xO_2-d, heteroepitaxy on wurtzite GaN and ZnO
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- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yasushi Hirose;et. al.
- 通讯作者:et. al.
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- DOI:10.1063/1.2838297
- 发表时间:2008-01
- 期刊:
- 影响因子:4
- 作者:Y. Hirose;T. Hitosugi;J. Kasai;Y. Furubayashi;K. Nakajima;T. Chikyow;S. Konuma;T. Shimada;T. Hasegawa
- 通讯作者:Y. Hirose;T. Hitosugi;J. Kasai;Y. Furubayashi;K. Nakajima;T. Chikyow;S. Konuma;T. Shimada;T. Hasegawa
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