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カゴメドツト格子を用いた人工磁性材料の作製

Research Project

Project/Area Number 04F04087
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

福井 孝志  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MOHAN Premila  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywordsカゴメ格子 / 有機金属気相選択成長 / III-V族化合物半導体 / ガリウム砒素 / インジウム砒素 / 半導体ナノワイヤ
Research Abstract

有機金属気相選択成長により実現したカゴメ格子に関し、極低温磁気マイクロフォトルミネセンス(μ-PL)測定を行い、フラットバンドの実験的確認を目指した。まずGaAs/AlGaAs単一量子井戸を内包した構造を作製するため、高い成長温度で良好な構造が期待されるGaAs(111)B基板を用い、強磁性発現が予測された周期0.7μmのカゴメ格子を作製した。ウェハ面と垂直に2.7Tまで磁場を印加し60mKでμ-PL測定した結果、プレーナ基板上の通常の量子井戸では反磁性係数が77μeV/T^2、カゴメ格子では10μeV/T^2と判明し、カゴメ格子では横方向量子閉じ込め効果によりキャリアのサイクロトロン運動が抑制されることを確認した。さらにカゴメ格子では、±200mTの弱磁場中で約10mT周期のPL発光強度振動が確認された。この現象は通常の量子井戸では観測されず、カゴメ格子中の電子の量子干渉効果によると考えられる。カゴメ格子の単位セルにコヒーレントに広がった電子の波動関数に起因する可能性が高いが、フラットバンドの直接的な実証には更なる実験が必要である。またこれまで得られた知見を元に実験を行ってきた半導体ナノワイヤに関し、ナノデバイスへの応用上キーとなる材料・構造に関する結果を得た。極微細な半導体ナノワイヤでは表面からのキャリアの空乏等が問題となるが、これを解決しかつ高電子移動度が期待できるInP/InAsヘテロ構造コアシェルナノワイヤ(InAsコア直径70nm・長さ2.0μm)の作製に成功した。ワイヤからのPL発光を確認し、ワイヤ両端に電極形成することにより電気伝導特性評価を行った。以上の成果を発表した4th Int.Symp.on Surf.Sci.and Nanotechnol.(ISSS-4),November 2005,JapanにおいてThe Best Poster Prizeを受賞した。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] Magneto-optics of GaAs quantum wire lattices grown by selective-area MOVPE2006

    • Author(s)
      H.Tamura, S.Nomura, M.Yamaguchi, T.Akazaki, H.Takayanagi, P.Mohan, J.Motohisa, T.Fukui
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series (IOP) (to be published)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fabrication of InP/InAs/InP core-multishell heterostructure nanowires by selective area metalorganic vapor phase epitaxy2006

    • Author(s)
      P.Mohan, J.Motohisa, T.Fukui
    • Journal Title

      Applied Physics Letters (AIP) Vol.88(March 27)(in press)

    • NAID

      120000964100

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Realization of conductive InAs nanotubes based on lattice-mismatched InP/InAs core-shell nanowires2006

    • Author(s)
      P.Mohan, J.Motohisa, T.Fukui
    • Journal Title

      Applied Physics Letters (AIP) Vol.88,No.1

      Pages: 13110-13110

    • NAID

      120000958919

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Controlled growth of highly uniform, axial/radial direction-defined, individually addressable InP nanowires arrays2005

    • Author(s)
      P.Mohan, J.Motohisa, T.Fukui
    • Journal Title

      Nanotechnology (IOP) Vol.16,No.12

      Pages: 2903-2907

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Realization of InAs-based two-dimensional artificial lattice by selective area metalorganic vapor phase epitaxy2004

    • Author(s)
      Premila Mohan et al.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters Vol.84,Number 14

      Pages: 2664-2666

    • NAID

      120000956837

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fabrication of InP-based nanowires by selective area MOVPE2004

    • Author(s)
      Premila Mohan et al.
    • Journal Title

      Corrected Abstract of 2004 Conference on Optoelectronic and Microelectronic Materials and Devices

      Pages: 81-81

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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