弾道電子放出顕微鏡による半導体/磁性体ヘテロ構造における磁気輸送機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450009
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉野 淳二 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (90158486)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長島 礼人 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30277834)
• Keywords: BEEM / 強磁性金属 / 半導体接合 / MnAs / Fe / GaAs / 弾道電子放出顕微鏡

Research Abstract

低温におけるBEEM/BEES測定を実現するため,昨年に引き続き試料冷却装置の設計・作製を進めた.また,これと並行して非磁性探針上に磁性体の超薄膜を蒸着したスピン偏極探針の作製のため,W探針の電解研磨による先端の先鋭化,電子ビーム加熱による探針先端の清浄化条件の最適化,W探針上へのFe薄膜の形成条件の最適化を検討した.
なた,BEEM/BEESによる弾道的電子伝導の局所観測に関しては,昨年度に引き続きGaAs基板上へのFe薄膜の形成条件の最適化を図り,さらにW探針を用いて形成されたFeショットキー接合のBEEM/BEES測定を行った.その結果,まず,BEEM電流のFe膜厚依存性からFe薄膜中での弾道電子の減衰長が,1.09-1.61eVのエネルギー領域で1.52-2.74nmという従来の報告の0.5nmという値と比較してかなり長い値を得た.また,BEESスペクトルのトンネル依存性をLudeke-Prietschモデルに基づいた解析を行った結果,トンネル電流の増大と共にGaAs中のL点へトンネルする電流成分が増大することが明らかとなった.この結果は,トンネル電流の増大共に,探針が試料に接近するため,弾道電子の運動量の表面水平方向成分が増大することにより,定性的に理解できることを示した.
また,ハーフメタルのバンド構造有する高いスピン偏極率を有する探針の開発に向けて,GaAs(001)表面上へのZB構造を有するCrAsの形成条件の最適化を検討したその結果.成長温度に関して400℃以上では,反強磁性的なMnP型構造を有するCrAsの成長が優先的に形成されるが,さらに成長温度を下げるとMnP型構造の出現が抑制されるが,明瞭なZB相の形成を経ずに,超常磁性的な磁性を示すアモルファス相が優先的に形成されることが明らかになった.

Research Products

• [Publications] Y.Takagi, A.Nishimura, A.Nagashima, J.Yoshino: "Formation of iron silicide nanodots on Si(111)-Ag"Surface Science. 514. 167-171 (2002)
• [Publications] A.Nagashima, M.Tazima, A.Nishimura, Y.Takagi, J.Yoshino: "STM and RHEED studies on low-temperature growth of GaAs(001)"Surface Science. 514. 350-355 (2002)
• [Publications] A.Nagashima, M.Tazima, J.Yoshino: "Study on mechanism of re-entrant RHEED oscillation observed during LT-MBE growth of GaAs"Proceedings of the 28th International conference on compound semiconductors, Ed. by Arakawa et al., IOP conference series 170. 653-658 (2002)