2004 Fiscal Year Annual Research Report
磁性体・半導体ハイブリッド構造によるナノスピンの生成と制御
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16031201
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
村山 明宏 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (00333906)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡 泰夫 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60013520)
西林 一彦 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (20361181)
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| Keywords | 磁性半導体 / ハイブリッドナノ構造 / スピンダイナミクス / ナノスピン / 強磁性体ナノ構造 |
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| Research Abstract |
本研究においては、化合物磁性半導体の原子層制御エピタキシャル量子井戸・規則配列量子ドット・自己組織化量子ドット等の各種ナノ量子構造を作製する。また、Co系合金などの金属強磁性体、あるいは半導体結晶とエピタキシャル成長するMnSeやMnAsなどのMn系化合物磁性体を接合あるいは組み合わせた、新しい磁性体・半導体ハイブリッドナノ構造を創出する。そして、このような磁性体・半導体ハイブリッドナノ構造のスピン光物性を調べるとともに、半導体のスピン秩序を磁性体により制御することを試みる。
本年度は、Zn_<1-x-y>Cd_xMn_ySeやCd_<1-x>Mn_xTeなどの希薄磁性半導体と非磁性半導体のハイブリッド磁性量子井戸やCdSe自己組織化ドットの作製を行なうとともに、電子線リソグラフィーにより、それらの細線やドットなどの各種磁性半導体ハイブリッドナノ構造を作製した。また、原子層エピタキシーにより、Zn_<1-x>Cd_xSe量子井戸中への反強磁性MnSe層のデルタドープを行なった。さらに、電子線リソグラフィーにより、磁性半導体量子井戸と強磁性体Coのハイブリッドナノ構造の作製を行なった。
作製した各種の磁性体・半導体ハイブリッドナノ構造に対し、磁場中における各種磁気光学測定を行い、スピンに依存したキャリア波動関数状態の磁場依存性、磁性スピン秩序やそのダイナミクスを研究した。特に、磁性半導体量子井戸から非磁性半導体井戸へのトンネル効果によるキャリアスピン注入のダイナミクスの詳細を研究し、電子・正孔が個別にトンネルする描像を明らかにするとともに、スピン注入時間に対する、キャリアスピン偏極・緩和時定数やキャリアトンネル時間、フォノン散乱の影響を定量的に明らかにした。またこれらの知見をもとに、直径30nmの磁性半導体ハイブリッドナノドット構造におけるスピン注入の実現に成功した。
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Research Products
(13 results)
