半磁性半導体の逆光電子分光

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452041
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 谷口 雅樹 広島大学, 理学部, 助教授 (10126120)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 俊明 広島大学, 理学部, 教授 (80011675) ; 飛山 真理 広島大学, 理学部, 助手 (60207595) ; 横山 利彦 広島大学, 理学部, 助手 (20200917) ; 桜井 醇児 広島大学, 理学部, 助教授 (30033814)
• Keywords: 半磁性半導体 / 逆光電子分光 / 電子物性 / 空準位 / 軌道混成 / 状態密度 / ホットウォ-ル法 / 薄膜単結晶

Research Abstract

逆光電子分光では、試料にエネルギ-の揃った電子を入射し放出される光を検出する。発光効率は10^<-8> electron^<-1>.(eV)^<-1>・sr^<-1>と光電子分光の場合のelectron yieldに比べて非常に低いため、通常数μA〜数10μAの電流を流して光の係数率を稼いでいる。一方、Cd_<1ーx>Mn_xY(Y=S,Se,Te)の抵抗値は通常100MΩ程度と高い。このために光電子分光では認められなかったcharging effectが、逆光電子分光では確実に発生しスペクトル測定が困難となる。この問題を解決するには従来のように超高真空中で結晶を劈開するのではなく、数100A程度の薄膜試料を超高真空中で作成しin situで逆光電子スペクトルを測定する事が必要である。数100A程度の薄膜試料をメタリック基板上に作成した場合には試料と基板の間の電子のしみ込みによりcharging effectは生じない。また、Cd_<1ーx>Mn_xTe系の薄膜単結晶を成長させる確立したしかも安価な方法は現在ホットウォ-ル法が唯一のものである。
このために平成2年度に行った項目を列挙する。
(1)メタリック基板(例えばGaAs単結晶)上に数100Aの薄膜単結晶を成長させ、しかもその後その試料を別の超高真空解析槽に移す事が出来るホットウォ-ル炉を設計・製作した。
(2)ホットウォ-ル炉を収納する超高真空仕様の真空槽を製作した。
(3)現在、ホットウォ-ル炉を超高真空槽に収納し、逆光電子分光用試料準備槽としての組立、調整作業を行っている。
平成3年度には、以下の項目を予定している。
(1)種々の条件下で数100Aの膜厚のCd_<1ーx>Mn_xY(Y=S,Se,Te)系単結晶を作成し結晶成長のための最適条件を見いだす。
(2)試料準備槽を光電子分光装置に接続し、結晶表面の汚染もなく従来と同じ価電子帯光電子スペクトルが得られる事を確認する。
(3)逆電子分光装置に接続しCd_<1ーx>Mn_xY(Y=S,Se,Te)系単結晶の逆光電子スペクトルの系統的な測定を行う。

Research Products

• [Publications] M.Taniguchi,Y.Ueda,I.Morisada,Y.Murashita,T.Ohta,I.Souma and Y.Oka: "Synchrotron Radiation Study of Fe 3d States in Cd_<1ーx>Fe_xSe(0【less than or equal】x【less than or equal】 " Physical Review B. 41. 3069-3073 (1990)
• [Publications] M.Taniguchi,K.Soda,I.Souma and Y.Oka: "Electronic Structure of Zn_<1ーx>Mn_xTe" Physical Review B.