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1999 Fiscal Year Annual Research Report

スピン制御された半導体超構造の光物性と応用

Research Project

Project/Area Number 09244106
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

嶽山 正二郎  千葉大学, 理学部, 教授 (20163446)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平川 一彦  東京大学, 生産技術研究科, 助教授 (10183097)
藤森 淳  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (10209108)
滝田 宏樹  筑波大学, 物質工学系, 教授 (00011213)
安藤 功兒  電子技術総合研究所, 材料科学部, 主任研究官
Keywords界面磁化 / 励起子磁気ポーロラン / 量子ドット / 光電子分光 / 強磁性発現 / 導波路型光アイソレータ
Research Abstract

希薄磁性半導体量子井戸での高圧強磁場磁気発光測定から、量子井戸界面磁化の特異性とそこでの交換相互作用の圧力による増大を示し、界面磁化の観測に関する新しい方法を提案した。非対称量子井戸での励起子分岐に関して理論計算を行い、磁気光学現象を説明できた。化合物半導体や希薄磁性半導体量子井戸での励起子分子状態を見出し、その超高速時間分解分光により励起子分子生成、緩和過渡過程を明らかにした。MBEによりZnTe上に、Cd_<1-x>Mn_xTeの自己組織化ドットを作製し、その光物性研究を行った。0次元のドットにおける励起子磁気ポーラロンの振舞いを見出した。CdTe,Cd_<1-x>Mn_xTeのMBE成長によるn型ドーピングI(ヨウ素)をドーパントとしたMBE成長により、n型Cd_<1-x>Mn_xTe薄膜、およびCdTe/Cd_<1-x>Mn_xTe変調ドープ試料の作製を行い、その磁気輸送現象の観測を行った。Ga_<1-x>Mn_xAsの光電子分光を行い、Mnの価数、p-d混成強度、p-d交換相互作用の強さを見積もった。さらに、Mnドープによるバンド分散の変化とフェルミ準位付近の新しい状態の出現を観測した。GaMnAsの強磁性秩序の発生機構を明らかにすべく、フーリエ分光法を用いてGaMnAsの光学的伝導度s(w)の測定を行った。その結果、GaMnAsにおいても2重交換相互作用が重要である示唆が得られた。希薄磁性半導体におけるsp-d交換相互作用の起源の解明と制御、ならびにこれを用いた光デバイスへの応用に関して、1)半導体光デバイスと一体的な集積が可能な磁気光学光導波路を実証、2)半導体光増幅器と強磁性金属のハイブリッド構造を用いる導波路型光アイソレータの新しい構造を提案、3)CdMnTe/CdMgTe量子井戸中において磁場により巨大な光学利得が誘起されることを見出した。

  • Research Products

    (35 results)

All Other

All Publications (35 results)

  • [Publications] 平川 一彦: "Observation of terahertz radiation from higher-ordertwo-dimensional plasmon modes in GaAs/AlGaAs single quantum wells"Applied Physics Letters. Vol.74No.7. 1006-1008 (1999)

  • [Publications] 平川 一彦: "Excitation process of two-dimensional plasmons excited by femtosecond laser pulses"Microelectronic Engineering. Vol.47. 289-292 (1999)

  • [Publications] 平川 一彦: "Coherent and incoherent excitation of two-dimensional plasmons in AlGaAs/Gas quantum wells by femtosecond laser pulses"Inst.Phys.Conf.Ser.. NO.162. 845-848 (1999)

  • [Publications] 平川 一彦: "Drude absorption and electron localization in GaAs/AlGaAs superlattices"Physica B. Vol.272. 183-186 (1999)

  • [Publications] 平川 一彦: "Bound-to-cotinuum intersubband photoconductivity of self-assembled InAs quantum dots in modulation-doped heterostructures"Applied Physics Letters. Vol.75No.10. 1428-1430 (1999)

  • [Publications] 平川 一彦: "Fano profile in intersuuband transitions in InAs quantum dots"Physica E. (印刷中).

  • [Publications] 平川 一彦: "Modulation-doped quantum dot infrared photodetectors using self-assembled InAs quantum dots"Physica E. (印刷中).

  • [Publications] 平川 一彦: "量子ホール効果を用いた超高感度遠赤外光検出"応用物理. Vol.68No.9. 1027-1033 (1999)

  • [Publications] 嶽山 正二郎,Jacek Kossut,Tomas Wojtowicz: "Zeeman-gap anomaly in photoluminescence from a two-dimensional electron gas in CdTe/(Cd,Mg)Te quantum wells"Phys.Rev.B. 59. 7327-7329 (1999)

  • [Publications] Thomas Sirner,Jacek Kossut,Whinston E.Hagston,嶽山 正二郎,Tomas Wojtowicz: "Exciton magnetic polarons in asymmetric diluted magnetic semiconductor quantum wells"Phys.Rev.B. 60No.16. 11545-11549 (1999)

  • [Publications] 嶽山 正二郎,足立 智 Jacek Kossut,Tomas Wojtowicz: "Photo-induced magnetic polarons in low-dimensional dilute magnetic semiconductors"Materials Science and Engineering B. 63. 111-118 (1999)

  • [Publications] 横井 裕之,嶽山 正二郎,Jacek Kossut,Tomas Wojtowicz: "Pressure effect on magneto-optical properties in CdTe/(Cd.,Mn)Te single quantum wells with high Mn concentration"J.Appl.Phys.. 85. 5935-5938 (1999)

  • [Publications] 嶽山 正二郎: "Solid state magneto-photo physics in II-VI semiconductor quantum structures"4^<th> International Symposium on Advanced Physics Fields:Quantum Phenomena in Advanced Materials at High Magnetic Field,Tuskuba JAPAN. 9-12March. 83-86 (1999)

  • [Publications] 嶽山 正二郎: "New aspect of diluted magnetic semiconductors"Proc of 12_<th> International Conference on Ternary and Multinary Compounds,Taiwan,Sep.27-Oct.1,. (1999)

  • [Publications] 足立 智,嶽山 正二郎: "Biexcitons in CdMnTe/CdTe/CdMgTe single quantum well"Proc of the 9^<th> Inter.Conf.on II-VI Compounds,Kyoto,Th-16. (1999)

  • [Publications] 野尻 浩之,嶽山 正二郎: "submilimeter wave ESR study of Cd_<1-x>Mn_xTe"Proc of the 9^<th> Inter.Conf.on II-VI Compounds,Kyoto,Th-P025. (1999)

  • [Publications] 横井 裕之,嶽山 正二郎,Jacek Kossut,Tomas Wojtowicz: "Pressure effect on the exchange interaction in the interface region of a CdTe/CdMnTe quantum well structure"Proc of the 9^<th> Inter.Conf.on II-VI Compounds,Kyoto,Th-P035. (1999)

  • [Publications] 足立 智,嶽山 正二郎: "Biexcitons in CdMnTe/CdTe/CdMgTe single quantum well"J.Crystal Growth. (in print).

  • [Publications] 足立 智,嶽山 正二郎: "Optical sampling four-wave-maxing experiments in liquid and solid materials"1999 Internationa Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter,(PB2-34),Osaka,Japan. 23-27 (1999)

  • [Publications] 横井 裕之,嶽山 正二郎,Jacek Kossut,Tomas Wojtowicz: "Pressure effect on a typeI-typeII transition in two dimensional(Cd,Mn)Te systems"Proceedings of the Physical Phenomena in High Magnetic Fields-III,Tallahassee,USA,Oct.1998. 121-124 (1999)

  • [Publications] 藤森 淳: "Mn 3d Partial Density of States in Gal-xMnxAs Studied by Resonant Photoemission Spectroscopy"Phys.Rev.B. 59. 2486-2489 (1999)

  • [Publications] 藤森 淳: "Spin-Resolved Core-Level and Valence-Band Spectroscopy of Ferromagnetic MnAs"J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom.. 101-103. 383-388 (1999)

  • [Publications] 藤森 淳: "Photoemission Study of the Electronic Structure of Semiconducting Compounds"Acta Phys.Polonica. 96. 525-533 (1999)

  • [Publications] 藤森 淳: "Soft X-Ray Magnetic Circular Dichroism Study of the Ferromagnetic Spinel-Type Cr Chalogenides"submitted to Phys.Rev.B..

  • [Publications] 黒田 眞司,滝田 宏樹: "Excitonic luminescence from self-organized quantum dots of CdTe grown by molecular beam epitaxy"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 2524-2528 (1999)

  • [Publications] 黒田 眞司: "Magneto-optical properties of quantum dots of diluted magnetic semiconductors"Proc of the 4^<th> Int'I Symposium on Advanced Physical Fields:Quantum Phenomena in Advanced Materials at High Magnetic Fields. 91-94 (1999)

  • [Publications] 黒田 眞司,滝田 宏樹: "High-field magneto-photoluminescence study of self-organized quantum dots of Cd_{1-x}Mn_{x}Te grown by MBE"Proc of the 4^<th> Int'I Symposium on Advanced Physical Fields:Quantum Phenomena in Advanced Materials at High Magnetic Fields. 119-122 (1999)

  • [Publications] 黒田 眞司,滝田 宏樹: "Magneto-photoluminescence study of self-organized quantum dots of Cd_{1-x}Mn_{x}Te grown by molecular beam epitaxy"J.Lumin.. (in press).

  • [Publications] 黒田 眞司,滝田 宏樹 南 不二雄,黒田 隆: "Self-organized quantum dots of diluted magnetic semiconductors Cd_{1-x}Mn_{x}Te"J.Cryst.Growth. (in press).

  • [Publications] 黒田 眞司,滝田 宏樹: "Growth of self-organized dots of Cd_{1-x}Mn_{x}Te on ZnTe by atomic layer epitaxy"J.Cryst.Growth. (in press).

  • [Publications] 黒田 眞司,滝田 宏樹 南 不二雄,黒田 隆: "Photoluminescence studies of self-organized dots of Cd_{1-x}Mn_{x}Te"Extended Abstracts of the 5th Symposium on the Physics and Application of Spin-Related Phenomena in Semiconductors,Sendai. 80-83 (1999)

  • [Publications] 黒田 眞司,滝田 宏樹: "Self-organized formation and photoluminescence of Cd_{1-x}Mn_{x}Te quantum dots grown on ZnTe by atomic layer epitaxy"Appl.Phys.Lett.. (in press).

  • [Publications] 安藤 功兒: "Optical waveguide isolator based on nonreciprocal loss/gain of amplifier coverd by ferromagnetic layer"IEEE Photonics Technology Letters. 11. 1012-1014 (1999)

  • [Publications] 平川 一彦: "量子工学ハンドブック(分担執筆)"朝倉書店. 34 (1999)

  • [Publications] 嶽山 正二郎: "Magnetic polarons in diluted magnetic semiconductors"Springer Series in Solid State Science,Vol.128"Magneto-optics ed,byS.Sugano and N.Kojima,. 30 (1999)

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Published: 2001-10-23   Modified: 2016-04-21  

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