1999 Fiscal Year Annual Research Report
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09244102
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岡 泰夫 東北大学, 科学計測研究所, 教授 (60013520)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宗片 比呂夫 東京工業大学, 工学部, 教授 (60270922)
中山 弘 神戸大学, 工学部, 助教授 (30164370)
吉野 淳二 東京工業大学, 理学部, 教授 (90158486)
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| Keywords | スピン / 半導体 / 超構造 / 希薄磁性半導体 / ナノ構造 / 磁性イオン / 交換相互作用 / キャリアー |
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| Research Abstract |
1)岡は、分子線エピタキシー法と電子線リソグラフィー法により希薄磁性半導体量子ナノ構造の形成を行った。その結果、量子井戸、量子細線、量子ドットをよく制御して作製することに成功した。これらの量子ナノ構造における磁気光学効果、励起子磁気ポーラロンのスピンダイナミクス、トンネル過程を、フェムト秒分光により解明した。また、班員全体の協調的な研究を推進した。
2)吉野は、Snドープp-GaMnAsの磁気輸送特性から,異常ホール効果を考慮した室温近傍のホール濃度を導出して強磁性転移温度との関係を明らかにした.また,CrおよびCoを磁性不純物として添加したGaAs層の低温MBE成長に成功し,Co添加層のM-H特性は,常磁性的であるのに対して,Cr添加層のM-H特性には,超強磁性的な振る舞いが見られ,局所的なスピン配列が実現されている可能性を示した.
3)中山は、Si系スピンエレクトロニクスデバイスをの開発をめざし、%オーダーの高濃度に3d遷移金属元素をドープしたSiの作製に成功した。特に、光・熱励起分子線CVD法により、通常の不純物拡散法に比べて4,5桁高い、%オーダーの高Mn濃度Si:Mn薄膜の作製に成功し、その異常ホール効果をはじめて観測した。また、固相拡散法で作製したSi:Fe薄膜は特異な光励起ESR現象を示すことを観測した。これらにより、超高濃度Si:TM(TM=Mn、Fe、Co、Ni)系材料が新しい物性研究の対象としてまた、スピンエレクトロニクス材料として有望であることが明らかになった。
4)宗片は、GaAs半導体とFe磁性体をベースとする半導体・磁性体複合(融合)構造を、光キャリア誘起磁性のための素材として研究し、低キャリヤ濃度の(Ga,Fe)As磁性混晶半導体薄膜で光照射時の磁気抵抗効果を見出すとともに、GaAs-Fe複合構造で室温光変調磁性を世界に先駆けて呈示した。更に、FeおよびMn含有GaN薄膜の作製を研究し、Mnが母体の構造を大きく損わずに予想以上の高濃度まで取り込まれることを見出した。
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[Publications] M.C.Debnath: "Dynamics of Photoexcited Carriers in MBE grown Semimagnetic Epilayers in Magnetic Fields"J. Appl. Phys.. 85. 5941-5943 (1999)
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[Publications] J. X. Shen: "Enlarged Paramagnetism by Electron-Electron Exchange Interactions in n-type Modulation"J. Appl. Phys.. 85. 5947-5949 (1999)
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[Publications] Y.Oka: "Dynamics of Excitonic Magnetic Polarons in Nanostructure Diluted Magnetic Semiconductors"J. Luminescence. 83/84. 83-89 (1999)
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[Publications] A.Nagashima: "Comparative studies on the surface structure of NiSi2 and CoSi2 epitaxially formed on Si(111)"Surface Science. 433/435. 529-533 (1999)
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[Publications] H.Munekata: "Carrier-induced magnetism : how and what we pursue with III-V-based magnetic semiconductor heterostructures?"Superlattices and Microstructures. 25. 251-258 (1999)
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[Publications] H.Nakayama: "Monte-Carlo Master Equation Method for a Simulation"Appl. Surf. Sci.. (in print). (2000)
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[Publications] Yasuo Oka (共著): "Mesoscopic Materials and Clusters Chapter 10 Nanostructure Semimagnetic Smiconductors"KODANSHA Springer. 458(内12) (1999)
