希薄磁性半導体超格子における変調ド-ピングと特異な電流磁気効果

稀磁半导体超晶格中的调制掺杂和奇特的电磁效应

• 批准号: 08750005
• 负责人: 黒田 眞司
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750005/
• 关键词: 希薄磁性半導体; II-VI族半導体; ド-ピング

本研究では、希薄磁性半導体Cd_<1-x>Mn_xTeにおいて不純物ド-ピングした試料を作製し、伝導キャリアと磁性元素Mnとの間の交換相互作用に起因する特異な電流磁気効果の解明を行うことを目的として、まずは母体結晶であるCdTeへのn型のド-ピングを試みた。具体的にはMBE法によりヨウ素(CdI_2)をn型ドーパントとして用い、GaAs基板(100)面上にCdTeバッファー層(約1μm)を介して、CdTe:I層を1〜1.8μm成長させた。蒸発源としてCdTe,CdおよびCdI_2を用い、Cd,Teの分子線強度比は2:1とCd過剰雰囲気下で成長を行った。また、成長中の基板温度は250℃と比較的低温で成長させた。作製した試料はX線回折測定により結晶構造評価を、ホール係数測定によりキャリア濃度、移動度を、また低温でのフォトルミネッセンス測定により不純物準位の評価を行った。ホール係数測定の結果、CdI_2セルの温度を180℃から210℃に上昇させると、キャリア濃度は5×10^<17>cm^<-3>から2×10^<19>cm^<-3>と増加した。しかし移動度は最大で100cm^2/V・sec程度で、バルク試料で報告されている値に比べて、約1桁小さい値にしか達しなかった。また、ヘリウム温度でのフォトルミネッセンス測定では、1.59eV付近にCdサイトを置換したヨウ素が作る浅いドナー準位によると思われるシャープなピークが観察されている。これらのことから、成長中に取り込まれたヨウ素の多くはCdサイトを置換し、活性なキャリアに寄与していると考えられるが、移動度が予想より低いのはCdTe:I中に欠陥が多く存在しているためではないかと考えられる。今後は、この点における改善のため、MBE成長条件のさらなる最適化を行う必要があると思われる。

The purpose of this research is to prepare a sample of the impurity Cd-Mn<1-x>-xTe and to understand the effects of specific current magnetism caused by the exchange interaction between the conductive ferrite and the magnetic element Mn, and to explore the n-type CdTe in the parent crystal. Specifically, MBE method is used to grow CdTe (CdI_2), CdTe (CdI_2 The molecular line intensity ratio of CdTe, Cd and CdI_2 is 2:1. The substrate temperature during growth is 250℃ compared to the low temperature during growth. For the preparation of the sample, X-ray reflection measurement is used for the evaluation of crystal structure, determination of impurity coefficient, determination of impurity concentration, mobility, and determination of impurity level. The temperature of CdI_2 increased from 180℃ to 210℃, and the concentration increased from 5×10^<17>cm to <-3>2×10^<19><-3>cm. The maximum displacement is 100cm^2/V·sec, and the maximum displacement is about 1 cm^2/V·sec. The temperature of the sample was measured at 1.59eV. The sample was replaced by Cd at 1.59eV. In the process of growth, the number of CdTe particles is increased, and the number of CdTe particles is decreased. In the future, we will improve the conditions for MBE growth and optimize the necessary actions.