電子スピン制御による半導体レーザの閾値低減に関する研究

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23310094
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: 黄 晋二 青山学院大学, 理工学部, 准教授 (50323663)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: 円偏光レーザ発振 / スピン注入 / 半導体量子井戸 / GaAs(110) / InP(110)

Research Abstract

平成25年度の研究実績について項目別に述べる。
(1) FePt/MgO/GaAs(110)ヘテロ構造のMBE成長
前年度得られた結果から、FePt/GaAs(110)ヘテロ接合において垂直残留磁化成分を得るためには比較的高温でFePt層を形成する必要があることが分かったため、今年度は絶縁層としてMgO層を挿入した構造の作製に取り組んだ。GaAs(110)基板上にGaAsエピタキシャル膜を成長した上でAsパッシベーションを行い、金属MBEチャンバーにてMgO層とFePt層の成長を行った。本年度導入した真空プローバを用いて、作製したヘテロ構造のトンネル電流特性の温度依存性を評価したが、MgO層の結晶性が低いためにリーク電流が支配的となり、トンネル電流を用いたスピン注入が達成できなかった。MgO層の成長条件や膜厚を系統的に変化させた実験を行ったが、FePt/MgO/GaAs(100)上で報告されているスピン注入をGaAs(110)上の同様なヘテロ構造において実現することに至らなかった。
(2) InP(110)基板上InGaAs/InAlAs量子井戸における電子スピン緩和時間の評価
光通信帯におけるスピン光素子の実現を目指し、昨年度に作製したInP(110)基板上のInGaAs/InAlAs多重量子井戸における電子スピン緩和時間を評価した。評価には、ポンププローブ法を用いた。得られた電子スピン緩和時間は、室温で約1ns、100Kにおいて1.7 nsであり、GaAs基板上のAlGaAs混晶系で観測されている(110)方位特有のDPスピン緩和抑制効果が得られなかった。これはナローギャップ系ではEY緩和が支配的であることを示唆しているが、今後の実験的、理論的検討が必要であると考えている。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。