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2009 Fiscal Year Annual Research Report

スピン依存弾道電子マッピング法の開発と半導体へのスピン注入機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21360023
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

長谷川 繁彦  Osaka University, 産業科学研究所, 准教授 (50189528)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 朝日 一  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90192947)
周 逸凱  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (60346179)
Keywords走査型プローブ顕微鏡 / スピンエレクトロニクス / 表面・界面物性 / MBE(分子線エピタキシー) / トンネル現象
Research Abstract

1. 現有のスピン偏極走査型トンネル顕微鏡(SP-STM)内に電磁石を組み込み,GaN上に形成したFeナノ構造の磁区変化の観察を行った.蒸着量を制御して,超常磁性を示すFeナノ構造領域と強磁性を示す領域の共存状態を形成し,両者間の凹凸差の印加磁場依存性を調べ,印加磁場に応じて強磁性領域の磁化の向きが変化する様子を捉えることに成功した.この結果は,今後のスピン依存弾道電子マッピングを行う上での,スピン注入電極の磁化方向制御および測定に関した有用な知見を与えている.
2. GaN上に形成したFeナノ構造を酸化させると,Fe酸化物で覆われた表面を持つFeナノ構造が形成できることを見いだした.この構造体では,低温での磁化曲線で二重ヒステリシスループが観測され,表面のFe酸化物が反強磁性となり,内部のFeとの間に交換バイアスが働いていることとして理解される.
3. Fe/GaN試料に対して,弾道電子電流測定を試みた.その結果,従来のトンネル電流検出方法では精度の良い弾道電子電流測定が困難であることが分かった.また,実験結果は同時に改良指針を与えており,次年度改良する.
4. Gd濃度の異なるGaGdN薄膜をGaNテンプレート上に成長し,二次相の析出を伴わない成長条件,その時の磁気特性,結晶構造を調べた.得られた薄膜は,GaNと面内では格子整合しているものの,面直方向に格子が伸びており,歪んで成長していることが明らかとなった.また,低温でプレーナホール効果の測定に成功した.このことは,キャリアとGdの持つ局在磁気モーメントが相互作用していることの証であり,GaGdNはキャリア誘起強磁性であることを示し得た.
5. GaGdN/AlGaN多重量子井戸構造を作製し,その飽和磁化がGaGdN単層薄膜より大きくなることを見出した.

  • Research Products

    (13 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Growth and characterization of Fe nanostructures on GaN2009

    • Author(s)
      Y.Honda
    • Journal Title

      Appl.Surf.Sci. 256

      Pages: 1069-1072

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ga(Gd)NIAlGaN三重障壁共鳴トンネルダイオードの作製2010

    • Author(s)
      東晃太朗
    • Organizer
      第57回応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] 希薄磁性半導体GaGdNおよびGaGdN/AlGaNヘテロ構造の電気的特性評価2010

    • Author(s)
      安部大治郎
    • Organizer
      第57回応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-19
  • [Presentation] GaN (0001)基板上に形成したFe/Fe酸化物コアシェルクラスターの磁化特性2010

    • Author(s)
      古屋貴明
    • Organizer
      第57回応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] 磁場印加中におけるFeナノドットのスピン偏極STM観察2010

    • Author(s)
      市原寛也
    • Organizer
      第57回応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] 低温成長GaCrNの作製とその評価2010

    • Author(s)
      樊鵬瀚
    • Organizer
      第57回応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] MBE Growth of GaGdN/AlGaN Multiple Quantum Wells and Their Magnetic Properties2010

    • Author(s)
      S.Hasegawa
    • Organizer
      13th SANKEN International Symposium 2010
    • Place of Presentation
      関西空港国際会議場(大阪府)
    • Year and Date
      2010-01-18
  • [Presentation] 希薄磁性半導体GaGdNの作製とその物性評価2009

    • Author(s)
      谷弘敦
    • Organizer
      第50回真空に関する連合講演会
    • Place of Presentation
      学習院大学(東京都)
    • Year and Date
      2009-11-04
  • [Presentation] 活性窒素雰囲気中アニールにより清浄化したGaN上へのFeナノドット形成と磁性評価2009

    • Author(s)
      曽谷基紀
    • Organizer
      第29回表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      タワーホール船越(東京都)
    • Year and Date
      2009-10-28
  • [Presentation] Growth and characterization of GaGdN/AlGaN heterostructures2009

    • Author(s)
      M.Kin
    • Organizer
      5th Handai Nanoscinece and Nanotechnology International Symposium
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] Structural and optical properties of rare-earth element Gd doped GaN2009

    • Author(s)
      H.Tani
    • Organizer
      5th Handai Nanoscinece and Nanotechnology International Symposium
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] Enhancement of saturation magnetization in GaGdN/AlGaN multiple quantum wells grown by PA-MBE2009

    • Author(s)
      S.Hasegawa
    • Organizer
      14th International Conference on Modulated Semiconductor Structures
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2009-07-21
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/pem/

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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