テルライド系磁性半導体におけるスピン機能による熱電効果の研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K05987
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 浅田 裕法 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (70201887)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仙波 伸也 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (40342555) ; 岸本 堅剛 山口大学, 理工学研究科, 助教 (50234216)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 強磁性半導体 / 異常ネルンスト効果

Outline of Annual Research Achievements

平成27年度は主に(Ge,Mn)Te等の成長条件の検討を行った。BaF2基板上の膜においてはMn濃度0.7の試料を得ることができているが、BaF2基板の劈開性等により微細加工が困難であることから、これまでデバイス化のため検討してきたGaAs基板上への成長についても高濃度Mn組成の薄膜を得るための検討を行った。バッファ層としてZnTeを用いたものと用いていないものの2種類の構造の試料を作製した。GeTeに対するMnとTeの供給比を増やすことで、キュリー温度はBaF2基板上の薄膜に比べると低いもののMn濃度x=0.4までの薄膜を両構造において得ることができた。また、Te供給比を変えることによりGaAs基板上の試料についてもキャリア濃度を調整できることがわかった。さらに、Mn濃度を増やしたところ成長温度によっては(Ge,Mn)Te に加えMnTeのピークが現れた試料が得られており、(Ge,Mn)TeにMnTeが分散した試料の可能性がある。現在、異常ネルンスト効果について評価しているが、試料による符号反転などさらなる検討が必要である。また、(Ge,Cr)TeについてはSrF2基板上への高濃度試料の作製を試み、低温成長とTe供給の最適化によりCr濃度x=0.1でキュリー温度200 KとBaF2基板に比べ、高濃度Cr組成かつ高いキュリー温度を示すエピタキシャル膜を得た。さらにBaF2基板上においてMnTe/(Ge,Mn)Teエピタキシャル積層膜を得ることに成功した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

(Ge,Cr)TeやMnTe/(Ge,Mn)Teのエピタキシャル成長膜を得るなど膜成長については進展しているが、(Ge,Mn)Teの熱磁気効果についての検討が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

(Ge,Mn)Teの熱電特性についてさらなる検討を行う。磁気特性評価と比較することでMn濃度等の材料特性との相関を明らかにし、熱磁気効果について検討する。 (Ge,Cr)TeについてCr濃度やキャリア濃度の異なる試料を作製し、熱電特性について調査し、(Ge,Mn)Teとの比較を行う。また、エピタキシャル成長に成功しているMnTe/(Ge,Mn)Teについて熱電特性評価を行う。このとき温度依存性について検討する。(Ge,Mn)TeとMnTe等の多層膜や (Ge,Mn)Te細線における熱電効果を調べる。

Causes of Carryover

装置の修理に時間を要したため消耗品の購入が予定より若干少なかった

Expenditure Plan for Carryover Budget

プロセス用試薬として使用

Research Products

• [Presentation] GeTe/MnTe積層膜の作製と磁気特性 (2015)
  • Author(s): 冨田 知大, 坂脇 生哉, 前川 亮介, 馬渡 恵紀, 藤田 善憲, 小柳 剛, 浅田 裕法, 岸本 堅剛, 仙波 伸也
  • Organizer: 2015年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
  • Place of Presentation: 徳島大学（徳島県徳島市）
  • Year and Date: 2015-08-01