室温動作ナノスピン発光デバイスの創製

创建在室温下运行的纳米自旋发光器件

• 批准号: 09J06082
• 负责人: 山崎 高志
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J06082/
• 关键词: スピンエレクトロニクス; 磁性; 結晶成長; 酸化物; 異常ホール効果

本研究では、半導体(ナノ結晶など)へのスピン注入や電子濃度の変調によるEuOの磁性の制御を目的としている。昨年度、我々はEuOにおいて異常ホール効果を初めて観測した。本年度は、EuOの異常ホール効果の詳細な評価と光照射による磁性の制御を試みた。パルスレーザー堆積法で作製したEuO薄膜を、フォトリソグラフィー法を用いて微細加工し電気測定を行った。観測したEuOの異常ホール導電率の大きさは他のEu化合物と同程度で、3d遷移金属酸化物に比べて大きな値を示した。Euイオンは3d遷移金属より重く、より強いスピン軌道相互作用をもつ。そのため、Euイオンと伝導電子に強い相互作用が働き、異常ホール導電率が大きくなったと考えられる。また、EuOの異常ホール抵抗率の符号が温度や磁場によって反転することを見出した。異常ホール抵抗率の符号や大きさはバンド構造やフェルミ面近傍の電子状態によって決まることが知られており、観察された符号反転はEuOの伝導帯のエネルギーが温度や磁場によって大きく変化するために起きると考えられる。さらに、磁化が変化する磁場において異常ホール抵抗率の顕著な増大が観察された。この増大はEuOの磁気抵抗効果や磁壁散乱の効果からは説明できず、なんらかの新しい磁気輸送効果によって起きている可能性がある。次に、光照射によるEuOへのキャリア注入を試みた。光照射による抵抗率の温度依存性を測定した結果、5～300Kにおいて抵抗率が減少することを見出した。また、ホール測定によりキャリア濃度を評価し、光照射により電子濃度が4×10^<18>cm^<-3>増加することを観測した。EuOは低キャリア濃度で強磁性転移温度の変化を起こすことが知られており、本成果はEuOが光誘起による磁気物性制御の対象として有用であることを強く示唆するものである。

In this paper, we study the effect of electron injection and electron concentration on the magnetic properties of EuO in semiconductors. Last year, I was in the middle of an abnormal situation. This year, EuO's abnormal results were evaluated in detail. The method for preparing EuO thin films by using the method of microfabrication and electrical measurement The large anomalous electrical conductivity of EuO is also shown to be significantly higher than that of other Eu compounds and 3d-migrated metal oxides of the same degree. Eu For example, the conductivity of a conductive electron is larger than that of a conductive electron. The sign of abnormal resistivity of EuO is different from that of temperature and magnetic field The sign of abnormal resistance rate is large, and the electronic state near the surface is determined. The sign of abnormal resistance rate is large, and the electronic state near the surface is determined. The sign of abnormal resistance rate is large, and the electronic state near the surface is determined. The temperature and magnetic field are large, and the electronic state is determined. The magnetic field of the magnetic field increases and the resistivity increases. The magnetic resistance effect of EuO is increased, and the magnetic wall scattering effect is increased. Next, the light irradiation, the light irradiation. The temperature dependence of the resistance to light irradiation was measured. The results showed that the resistance decreased from 5 to 300K. In addition, the concentration of electrons was evaluated during the measurement of mercury, and the electron concentration increased by 4×10^ cm^during light irradiation<18><-3>. EuO has a low concentration, a ferromagnetic transition temperature, and a strong magnetic property.

项目成果

強磁性半導体EuO薄膜の磁気輸送特性

铁磁半导体EuO薄膜的磁输运特性

• 发表时间: 2009
• 作者: Ryotaro Manabe;Jun Aoyama;Kunihiro Watanabe;Miho Kawai;Michael Miller;Katsumi Tsukamoto;Ryotaro Manabe;T.Yamasaki;山崎高志;山崎高志;山崎高志
• 通讯作者: 山崎高志

PLD法で作製したEuO膜膜の電気・磁気的性質

PLD法制备EuO薄膜的电学和磁学性能

• 发表时间: 2009
• 作者: Ryotaro Manabe;Jun Aoyama;Kunihiro Watanabe;Miho Kawai;Michael Miller;Katsumi Tsukamoto;Ryotaro Manabe;T.Yamasaki;山崎高志;山崎高志;山崎高志;山崎高志
• 通讯作者: 山崎高志

強磁性半導体EuOエピタキシャル薄膜の磁気輸送特性

铁磁半导体EuO外延薄膜的磁输运特性

• 发表时间: 2010
• 作者: Ryotaro Manabe;Jun Aoyama;Kunihiro Watanabe;Miho Kawai;Michael Miller;Katsumi Tsukamoto;Ryotaro Manabe;T.Yamasaki;山崎高志;山崎高志
• 通讯作者: 山崎高志

レーザー分子線エピタキシー法を用いた強磁性半導体EuO薄膜の作製

激光分子束外延法制备铁磁半导体EuO薄膜

• 发表时间: 2009
• 作者: Ryotaro Manabe;Jun Aoyama;Kunihiro Watanabe;Miho Kawai;Michael Miller;Katsumi Tsukamoto;Ryotaro Manabe;T.Yamasaki;山崎高志;山崎高志;山崎高志;山崎高志;山崎高志
• 通讯作者: 山崎高志

Observation of anomalous Hall effect in EuO epitaxial thin films grown by a pulse laser deposition

• DOI: 10.1063/1.3557050
• 发表时间: 2011-02
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: T. Yamasaki;K. Ueno;A. Tsukazaki;T. Fukumura;M. Kawasaki