2008 Fiscal Year Annual Research Report
室温強磁性窒化物半導体ナノ構造とナノスピントロニクスデバイス応用に関する研究
| Project/Area Number |
18360009
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
朝日 一 Osaka University, 産業科学研究所, 教授 (90192947)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 繁彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50189528)
江村 修一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (90127192)
周 逸凱 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (60346179)
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| Keywords | スピンエレクトロニクス / 半導体物性 / MBE / ナノ材料 / 結晶工学 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、申請者らが初めて成長・実現した室温透明発光強磁性の遷移金属および希土類原子を添加したGaNベース希薄磁性半導体を基に、それらのナノ構造を作製し、強磁性特性への効果の把握、ナノ構造と磁化特性との関係の明確化、新規物性・特性探索を行い、高性能磁性半導体を創製するとともに新規な半導体ナノスピントロニクスデバイスのプロトタイプの創製・試作を行うことである。本年度は次の成果を得た。
(1)希土類元素Gdを添加したGaGdNナノロッドを、プラズマ励起MBE法によりSiO_2自然酸化膜付きSi(001)基板上に700℃で成長したGaNナノロッドの上に、Gdフラックスを同時供給することによりやや低い温度の550℃で成長した。ナノロッドは六方晶かつc軸に配向しており、室温において強磁性特性を示すことが分かった。
(2)多重量子ディスク(MQDisk)ナノロッド構造は、半導体ナノスピントロニクスデバイスの創製のために基本となる構造である。GaCrN/AIN-MQDisk構造では、Alフラックスを減少させて成長ることにより、ヘテロ界面が平坦でAlドロップレットのない良好なGaCrN/AIN-MQDiskが成長可能なことが分かった。
(3)AINの代わりにAIGaNに置換えたGaCrN/AlGaN-MQW構造とすることによっても平坦なヘテロ界面を持つ良好なMQW構造が成長可能なことが分かった。この知見に基づき、AlGaNGaCrN/AIGaN三層構造磁気トンネルデバイスを試作し、トンネル電流-電圧特性を得た。
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[Journal Article] Electronic structure of Gal-xCrxN and Si-doping effects studied by photoemission and X-rayabsorption spectroscopy2008
Author(s)
G. S. Song, M. Kobayashi, J. I. Hwang, T. Kataoka, M. Takizawa, A. Fujimori, T. Ohkouchi, Y. Takeda, T. Okane, Y. Saitoh, H. Yamagami, F. -H. Chang, L. Lee, H. -J. Lin, D. J. Huang, C. T. Chen, S. Kimura, M. Funakoshi, S. Hasegawa., H. Asahi
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Journal Title
Phys. Rev. B 78
Pages: 033304-1-033304-4
Peer Reviewed
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