オプトエレクトロニクス・スピントロニクの応用に向けた希薄磁性半導体酸化物に関する研究

• Project/Area Number: 04F04554
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Host Researcher: 羽田 肇 独立行政法人物質・材料研究機構, センサ材料センター, センター長
• Foreign Research Fellow: SELVARAJ Venkataraj 独立行政法人物質・材料研究機構, センサ材料センター, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2006: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 酸化亜鉛 / 希薄磁性体 / レーザーデポジション

Research Abstract

前年度の成果を踏まえ,平成18年度には、目的とする添加物を加えた酸化亜鉛試料の調整とその評価を行った。
(1)ターゲット材料の合成と薄膜の合成
ターゲット材は、セラミックスペレットとし、これは高い純度を確保するため、ジルコニア質、あるいは、マグネシア質の耐火物を用いて焼成することとした。また、軽元素を添加物とした検討を行うため、退席した薄膜に対して、プラズマ照射を行い、窒素などの軽元素不純物の導入を試みた。
(2)薄膜合成条件の検討
これまでの検討から、薄膜成長条件のうち、温度の効果は明らかとなってきたが、成膜圧力の効果については未だに不明であった。特に、遷移金属系の添加物を加えた際に、成膜雰囲気と得られる膜の性状との関係を知ることは、最終的な素子形成に於いてきわめて有用な知見を与えるモノであった。そのため、成膜中の酸素分圧の効果をより詳細に検討した。
(3)分析
発光・吸収分光分析結果を評価するための評価ソフトウエア等の充実を図っており、これらを用いた光学特性評価を推進した。特に、遷移金属の状態評価に取り組んだ。また,遷移金属添加、軽元素添加に基づく、伝導性の変化を詳細にとらえるため、ホール効果の温度依存性、磁気抵抗測定を行い、希薄磁性半導体としての酸化亜鉛の特性を詳細に検討し、合成条件にフィードバックした。