2007 Fiscal Year Annual Research Report
難固溶不純物原子添加半導体のナノ量子構造に関する実験的研究
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19019008
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
周 逸凱 Osaka University, 産業科学研究所, 助教 (60346179)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朝日 一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90192947)
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)
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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 |
本研究では、分子線エピタキシー(MBE)装置を用いて、Cr及びGdを縦型自己形成ナノ細線構造に添加し、実際に磁性不純物濃度及び細線形状を制御しやすいGaCrN及びGaGdNナノロッドを作製する。更に、それらの基本物性を明らかにし、スピンメモリデバイス作製を試みる。本年度は以下のような成果を得た。
(1) 縦型自己形成ナノ細線構造を作製するには、まず、Si基板上にGaNナノロッドの形成条件を明らかにする必要がある。そこで、GaNナノロッドの成長条件依存性(低温バッファー層の成長時間依存性、Gaフラックス依存性、成長温度依存性)を詳細に調べた。成長温度を高くすると、GaNロッド径が細くなるという傾向が見られた。成長温度が700℃でGaフラックスが1.0x10^<-7>Torr以下では、ナノロッドが形成されることがわかった。
(2) Cr(Gd)をGaNナノロッドに添加し、Cr(Gd)元素がどのように分布しているのかも調べた。EDX(Energy Dispersive X-ray Analysis)分析により、ナノロッド内に取り込まれたCr濃度は1%以下であり、ほとんどがナノロッド周辺に析出しているとわかった。更に、大きなCrの塊がある部分のEDXも測定し、Cr濃度は3.2〜7.5%と大きな値を示し、CrNが析出していることがわかった。
(3) 成長温度を低くすることで、CrNの析出を抑え、良い磁気特性を示すGaCrNナノロッドが作製できた。GaCrNナノロッドの磁気特性に関しては、成長温度550℃では、Crセル温度930℃の試料が一番大きな飽和磁化を示した。
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