2019 Fiscal Year Annual Research Report
FeドープInAs/GaSbヘテロ接合による新規物性現象と次世代デバイスの創製
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17H04922
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
Le DucAnh 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50783594)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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Keywords | スピントロニクス / 強磁性半導体 / 非相反伝導現象 / 量子情報デバイス / 磁気異方性 / 巨大磁気抵抗効果 |
Outline of Annual Research Achievements |
① (Ga,Fe)Sb(Fe濃度30%)の磁気異方性の温度依存性を強磁性共鳴で調べた。膜厚が40nmの試料では温度降下に連れて磁化容易軸が面内から面直へ切り替える現象を観測し、その起源を明らかにした。この結果をJ. Appl. Phys.に発表した。またP型(Ga,Fe)Sb(Fe濃度5%)のバンド構造を角度分解光電子分光(ARPES)で、価電子帯頂上にp-d軌道混成によって不純物バンドが生成され、Fermi準位がその中に存在する描像が明瞭に観測された。この結果をPhys. Rev. Bに発表した。 ③ (Ga,Fe)Sb/InAs/(Ga,Fe)Sbの3層構造でFe系強磁性半導体で初めて巨大磁気抵抗効果(GMR)の実現に成功した。また電界効果トランジスタ構造を作製して、伝導特性と磁気抵抗の制御を実現した。本成果はAppl. Phys. Lett.へ投稿中。 ④ InAsにFeをδドープして単結晶構造が保ったままでInAs/FeAs超格子構造の成長を初めて成功した。この超格子の強磁性転移温度がFeAs層間距離の3乗に反比例し、急増する結果が得られた。また低温で500%も巨大磁気抵抗効果を観測し、ゲート電圧でも制御可能。本成果はNature Commun.へ投稿中。 ⑤ (Ga,Fe)Sb /InAs二層構造で、InAs2次元チャネルの左右エッジに面直磁場をかけ、磁場に線形かつ奇関数的に依存する27%の大きな磁気抵抗を観測した。この現象は時間反転対称と空間反転対称性が破れることによって電気伝導特性がOnsager相反定理を反し非常に稀な現象である。本成果はNature Phys.へ投稿中。 ⑥ Nb/(In,Fe)As/Nb構造でACジョセフソン効果によって、シャピロステップを観測した。マジョラナフェルミオンを誘起と検出するための基盤技術を確立した。
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Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(52 results)
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[Journal Article] Magnetization process of the insulating ferromagnetic semiconductor (Al,Fe)Sb2020
Author(s)
S. Sakamoto, Y. Nonaka, K. Ikeda, Zh. Chi, Y. Wan, M. Suzuki, A. Fujimori, L. D. Anh, P. N. Hai, Y. Takeda, Y. Saitoh, M. Kobayashi, M. Tanaka, Y. K. Wakabayashi, and H. Yamagami
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 101
Pages: 075204
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Hybridization between the ligand p band and Fe-3d orbitals in the p-type ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb2020
Author(s)
T. Takeda, M. Suzuki, Le Duc Anh , N. T. Tu, T. Schmitt, S. Yoshida, M. Sakano, K. Ishizaka, Y. Takeda, S. Fijimori, M. Seki, H. Tabata, A. Fujimori, V. N. Strocov, M. Tanaka, and M. Kobayashi
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 101
Pages: 155142
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Electronic structure of the high-TC ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb: X-ray magnetic circular dichroism and resonance photoemission spectroscopy studies2019
Author(s)
Shoya Sakamoto, Nguyen Thanh Tu, Yukiharu Takeda, Shin-ichi Fujimori, Pham Nam Hai, Le Duc Anh, Yuki K. Wakabayashi, Goro Shibata, Masafumi Horio, Keisuke Ikeda, Yuji Saitoh, Hiroshi Yamagami, Masaaki Tanaka, and Atsushi Fujimori.
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 100
Pages: 035204
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] SrTiO3 界面における高移動度二次元正孔ガスの実現2020
Author(s)
Shingo Kaneta, Le Duc Anh, Masahi Tokunaga, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata, Masaaki Tanaka, Shinobu Ohya
Organizer
The 10th seminar of Ferroic-Ordering and Their Manipulation Study Group
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[Presentation] Fe concentration dependence of the Fe 3d electronic states in p-type ferromagnetic semiconductor (Ga1-x,Fex)Sb2020
Author(s)
Takahito Takeda, Kohsei Araki, Yuita Fujisawa, Le Duc Anh, Nguyen Thanh Tu, Tukiharu Takeda, Shin-ichi Fujimori, Atsushi Fujimori, Masaaki Tanaka, and Masaki Kobayashi
Organizer
67th Spring Meeting of the Japan Society of Applied Physics
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[Presentation] Unveiling the electronic band structure of n-type ferromagnetic semiconductor (In,Fe)As2019
Author(s)
Masaki Kobayashi, Le Duc Anh, Jan Minar, Walayat Khan, Pham Nam Hai, Yoshihisa Harada, Thorsten Schmitt, Atsushi Fujimori, Masaharu Oshima, Masaaki Tanaka, and Vladimir N. Strocov
Organizer
40th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics (VUVX19)
Int'l Joint Research
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[Presentation] 強磁性酸化物界面における超低消費電力磁化スイッチング2019
Author(s)
Shinobu Ohya, Le Duc Anh, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata, Masaaki Tanaka
Organizer
The 3rd Workshop of Center for Spintronics Research Network(CSRN)on New Spintronic Functional Materials and Giant Physical Response)
Invited
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[Presentation] 高品質エピタキシャル単結晶酸化物ヘテロ界面による高効率真性スピン流電流変換2019
Author(s)
Shinobu Ohya, Daisei Araki, Le Duc Anh, Shingo Kaneta, Munetoshi Seki, Hitoshi Tabata, Masaaki Tanaka
Organizer
24th Meeting on Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors (PASPS-24)
Invited
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[Presentation] Electronic structure of p-type ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb: Valence band and impurity band2019
Author(s)
T. Takeda, M. Suzuki, L. D. Anh, Y. Nonaka, T. Schmitt, S. Yoshida, M. Sakano, K. Ishizaka, Y. Takeda, S.-I. Fujimori, M. Seki, H. Tabata, A. Fujimori, M. Tanaka, V. N. Strocov, and M. Kobayashi
Organizer
74th Spring Meeting of the Physical Society of Japan
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[Presentation] p型強磁性半導体 (Ga,Fe)Sbのspバンドと不純物バンド2019
Author(s)
T. Takeda, M. Suzuki, L. D. Anh, Y. Nonaka, T. Schmitt, S. Yoshida, M. Sakano, K. Ishizaka, Y. Takeda, N. Fujimori, M. Seki, H. Tabata, A. Fujimori, V. N. Strocov, M. Tanaka, M. Kobayashi
Organizer
Spin-RJN Symposium
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