2010 Fiscal Year Annual Research Report
強磁性窒化物半導体量子構造の物性とスピントロニクスデバイス応用に関する研究
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21360010
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
朝日 一 大阪大学, 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 |
室温強磁性を示す窒化物半導体ベース希薄磁性半導体の特性向上、新規物性・特性探索の観点から、磁性半導体層と非磁性半導体層からなる量子井戸構造およびSi共添加構造、ナノロッド/量子ディスク構造の分子線エピタキシ(MBE)法による作製と評価を行い、以下の結果を得た。
(1) InGaGdN/GaN多重量子井戸(MQW)構造を成長し、良質のMQW構造が形成されることが分かった。MQW構造では、同じ厚さのInGaGdN単層膜より磁化が増大した。バンドギャップの大きいGaN中のキャリアがInGaGdN層に流れ込むことによるキャリア誘起強磁性と理解される。
(2) InGaGdN/GaNMQW構造のGaN層にSiを添加した場合には更に磁化が増加することが確認された。GaN中のキャリアがInGaGdN層に流れ込むことによるキャリア誘起強磁性と理解される。Si添加によりMQW構造が向上することが分かった(Siサーファクタント効果)。
(3) 自然酸化膜付きSi(001)基板上にGaGdNナノロッドを作製し、二段階・三段階で成長温度を変化させることにより、ナノロッド形状の制御ができることを明らかとした。成長温度が高いほどナノロッドの直径は細く、高さは高く、ナノロッド間の空隙は広くなった。高温成長ナノロッドの上に形成した低温成長ナノロッドの直径は徐々に太くなることを確認した。他方、低温成長から高温成長と変化させて成長ナノロッドの直径は細くなった。
(4) GaGdN/AlGaN多重量子ディスクでは、AlGaNバリア層の厚さを厚くするとAlGaNバリア層からGaGdNディスク層に流れ込むキャリアが増え、キャリア誘起強磁性により磁化特性が改善することが明らかとなった。
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Research Products
(11 results)
