1995 Fiscal Year Annual Research Report
半磁性半導体超格子を用いた導波路型光機能素子の開発研究
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06805006
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
小柳 剛 山口大学, 工学部, 助教授 (90178385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿武 宏明 山口東京理科大学, 基礎工学部, 助手 (60279106)
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| Keywords | 半磁性半導体 / テルル化カドミウムマンガン / 超格子 / 磁気光学効果 / 光導波路 / 光導電効果 / ド-ピング / スピン交換相互作用 |
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| Research Abstract |
本年度は、半磁性半導体であるCd_<1-X>Mn_XTeの超格子を用いた導波路型光機能素子を開発するための基礎研究として、GaAs基板上にクラスタイオンビーム(ICB)法によりCd_<1-X>Mn_XTeエピタキシャル薄膜を成長させ、その光学的特性,電気的特性について研究を行った。以下に、得られた主な知見を述べる。
1.Cd_<1-X>Mn_XTeエピタキシャル薄膜の光透過領域での光学特性を調べる目的で,Mn^<2+>イオンの3d多重項間の光吸収による光導電効果について研究を行った。x=1のMnTe薄膜の光導電スペクトルにおいて,本来,局在的で,光導電に寄与しないと考えられるMn^<2+>イオンの3d多重項間の吸収に対する光エネルギーで光電流が流れた。これは,電子配置間相互作用モデルによると,Mn3d多重項の基底状態から光励起されると,Mnの3d軌道と価電子帯を形成しているTeの4p軌道との間の強いp-d混成のため,その軌道間に電荷移動が生じ,その結果,価電子帯に正孔が生成して,光電流が流れるものと考えられる。この結果から,伝導電子とMnの3d電子との相互作用が大きく,光機能素子に応用する上で良好な性質をもっていることがわかった。
2.Cd_<1-X>Mn_XTe超格子を光電子デバイスとして応用する上での基礎研究として,クラスタイオンビーム法により,Cd_<1-X>Mn_XTeエピタキシャル薄膜のInド-ピングについて研究を行った。Inをクラスタイオンビームにして,そのイオン化率を高めると抵抗が減少し,良好にド-ピングができることがわかた。また,In量を増やしていくと,単調に抵抗が減少したが,ある程度以上にInをドープすると,結晶性が悪化して,逆に抵抗が増加した。しかし,抵抗率が10^4Ω・cmと,まだかなり高く,今後ド-ピング材料も含めて,最適ド-ピング条件を研究する必要がある。
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[Publications] T.Koyanagi,H.Ohmoto,K.Matsubara and H.Anno: "Formation of Semimagnetic Semiconductor Superlattices by Ionized-Cluster Beam Technique and their Quantum Size Effects" Surface Review and Letters ; Proceedings of the 7th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters. (印刷中). (1995)
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[Publications] H.Anno,K.Matsubara,T.Kawamura and T.Koyanagi: "Mn^<2+> 3d Electronic Structure and Magneto-Optical Spectra of Cd_<1-X>Mn_XTe Films" Extended Abstracts of Symposium on the Physics and Application of Spin-Related Phenomena in Semiconductors. 89-92 (1995)
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[Publications] 小柳 剛: "半導体スピン物性に期待するもの-短期研究会の総括-" 物性研だより. 35. 42-43 (1995)
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[Publications] 阿武宏明,松原覚衛,河村 卓,K.G.D.ラクナ-ス、小柳 剛: "Cd_<1-X>Mn_XTe(0≦x≦1)薄膜の電子構造と光物性" 物性研だより. 35. 51-51 (1995)
