室温強磁性半導体を含む磁性積層構造の作製およびスピン輸送に関する研究

はじめに分子線エピタキシー法による半絶縁性InP (001)基板上へのZnSnAs_2およびZnSnAs_2 : Mn層の成長条件を確定させる実験を行った。結果として、高品質な結晶性かつ室温で強磁性を示すZnSnAs_2 : Mn薄膜を得る条件を決定できた。この条件を用いて、Hanle効果を観測するためのp型InP (001)基板上ZnSnAs_2 : Mnの試料の作製に成功した。一方、Hall効果測定用の素子やHanle効果測定用の素子構造にするためのZnSnAs_2層のエッチング条件を決めるための実験を並行して行った。その結果、硝酸により高速なエッチングが可能であること、硫酸と過酸化水素を混合したエッチャントを用いることで、エッチング速度を制御してZnSnAs_2を加工することができることを見出した。また、硝酸はInP基板と反応しないことから、ZnSnAs_2層のみを選択的にエッチングできることを確認した。さらに、適切なレジスト材料を選択することで、Hall効果測定用のパターンに加工する条件を見出した。また、ZnSnAs_2 : Mnを強磁性層としてInAlAs層をトンネルバリア層とするトンネル磁気抵抗効果素子を作製するために、ZnSnAs_2およびZnSnAs_2 : MnとInAIAs層の積層構造の作製に取り組んだ。InAlAs/ZnSnAs_2とInAlAs/ZnSnAs_2 : Mnの積層構造を作製し、透過型電子顕微鏡観察することで結晶成長について詳細に評価を行った。

はじめに分子線エピタキシー法による半絶縁性InP (001)基板上へのZnSnAs_2およびZnSnAs_2 : Mn層の成長条件を確定させる実験を行った。結果として、高品質な結晶性かつ室温で強磁性を示すZnSnAs_2 : Mn薄膜を得る条件を決定できた。この条件を用いて、Hanle効果を観測するためのp型InP (001)基板上ZnSnAs_2 : Mnの試料の作製に成功した。一方、Hall効果測定用の素子やHanle効果測定用の素子構造にするためのZnSnAs_2層のエッチング条件を決めるための実験を並行して行った。その結果、硝酸により高速なエッチングが可能であること、硫酸と過酸化水素を混合したエッチャントを用いることで、エッチング速度を制御してZnSnAs_2を加工することができることを見出した。また、硝酸はInP基板と反応しないことから、ZnSnAs_2層のみを選択的にエッチングできることを確認した。さらに、適切なレジスト材料を選択することで、Hall効果測定用のパターンに加工する条件を見出した。また、ZnSnAs_2 : Mnを強磁性層としてInAlAs層をトンネルバリア層とするトンネル磁気抵抗効果素子を作製するために、ZnSnAs_2およびZnSnAs_2 : MnとInAIAs層の積層構造の作製に取り組んだ。InAlAs/ZnSnAs_2とInAlAs/ZnSnAs_2 : Mnの積層構造を作製し、透過型電子顕微鏡観察することで結晶成長について詳細に評価を行った。