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2009 Fiscal Year Self-evaluation Report

Control of physical properties of ferromagnetic semiconductors and application for spin source

Planned Research

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Project AreaCreation and control of spin current
Project/Area Number 19048011
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

KURODA Shinji  University of Tsukuba, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (40221949)

Project Period (FY) 2007 – 2010
Keywordsスピントロニクス
Research Abstract

半導体スピントロニクス実現のために必要とされるさまざまな要素技術の中で、スピン偏極した電子の生成はとりわけ重要とされ、そのスピン偏極電子の源となる材料として強磁性となる半導体新材料の開発は必須と見做されている。室温以上の転移温度を持つ強磁性半導体の物質探索が活発に行われているが、本研究課題では、II-VI族半導体にCrを添加した磁性半導体混晶を主たる対象として、強磁性特性の制御・向上とスピン偏極電子源への応用を目指して研究を行っている。我々は(Zn,Cr)Teを対象としたこれまでの研究で、荷電不純物のドーピングにより結晶中のCr組成の分布が変化し、その結果、強磁性特性が大幅に変化することを見出している。とりわけドナー性不純物であるヨウ素のドーピングにより強磁性転移温度TCが大幅に上昇した結晶においてはCr分布が不均一となってCrが高濃度に凝集した領域が形成され、このCr凝集領域が強磁性クラスターとしてはたらくことが高いTCの原因であることを突き止めた。本研究課題では、これらの成果を踏まえ、MBEの成長条件を系統的に変化させることで、(Zn,Cr)Te結晶中のCr凝集領域のサイズ、形状、配置を制御し、強磁性特性が向上した結晶を成長するための条件を探索する。さらにこのような半導体中に強磁性クラスターの存在する複合構造の磁化特性だけでなく電気伝導・磁気光学特性を調べ、スピン偏極電子源としての有用性を検討する。加えて実際に非磁性半導体層とのヘテロ構造からなるスピン注入デバイスを作製し、スピン注入源としての性能評価を行う。

  • Research Products

    (5 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Formation of Cr-rich nano-clusters and columns in (Zn, Cr)Te grown by MBE2009

    • Author(s)
      Y. Nishio, K. Ishikawa, S. Kuroda, M. Mitome, Y. Bando
    • Journal Title

      Materials Research Society Symposium Proceedings vol.1183

      Pages: 1183-FF01-11,1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Origin and control of high temperature ferromagnetism in semiconductors2007

    • Author(s)
      S. Kuroda, N. Nishizawa, K. Takita, M. Mitome, Y. Bando, K. Osuch, T. Dietl
    • Journal Title

      Nature Materials 6

      Pages: 440-446

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Controlling size and shape of ferromagnetic nanocrystals in (Zn, Cr)Te (invited)2009

    • Author(s)
      S. Kuroda
    • Organizer
      5th International School and Conference on Spintronics and Quantum Information Technology
    • Place of Presentation
      Krakow, Poland
    • Year and Date
      20090707-20090711
  • [Presentation] Control of nanocluster formation and ferromagnetic properties in diluted magnetic semiconductors (invited)2008

    • Author(s)
      S. Kuroda
    • Organizer
      29th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS-29)
    • Place of Presentation
      Rio de Janeiro, Brazil
    • Year and Date
      20080707-20080801
  • [Presentation] 磁性半導体における磁性元素の不均一分布と強磁性特性(招待講演)2008

    • Author(s)
      黒田眞司, 西沢望, 瀧田宏樹, 三留正 則, 板東義雄, ディートルトーマス
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日大理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      20080327-20080330

URL: 

Published: 2011-06-18   Modified: 2016-04-21  

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