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スピン制御による半導体超構造の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 07305011
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分総合
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東北大学

研究代表者

大野 英男  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00152215)

研究分担者 宗方 比呂夫  東京工業大学, 工学部, 助教授 (60270922)
嶽山 正二郎 (獄山 正二郎)  姫路工業大学, 理学部, 助教授 (20163446)
家 泰弘  東京大学, 物性研究所, 教授 (30125984)
吉田 博  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (30133929)
吉野 淳二  東京工業大学, 理学部, 教授 (90158486)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
1996年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1995年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード半導体超構造 / スピン / III-V族化合物半導体 / II-VI族化合物半導体 / エピタキシャル成長 / 強磁性体 / 量子サイズ効果 / 交換相互作用 / III-VI族化合物半導体 / II-V族化合物半導体
研究概要

研究目的:これまで個別に進められてきた半導体超構造におけるスピンに関する材料、超構造作製、測定、理論の研究を総合的有機的に結びつけることによって、(1)スピン物性の顕著に発現する半導体超構造の作製法の確立し、(2)半導体超構造におけるスピン物性を解明して、(3)スピンという新しい自由度を利用した半導体超構造の応用の可能性を明らかにする。
研究経過:III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体、磁性不純物添加半導体をとりあげ、新しい磁性半導体の開発や、メゾスコピック領域も含めた超構造のスピン物性を明らかにする理論並びに実験を進めた。研究成果は平成9年1月27-28日に開催された公開の研究会にて発表した。
平成7-8年度の研究成果としては、次のものが特に重要である。
1.シリコン上への磁性体のエピタキシャル成長
半導体LSIの中心材料であるSi(001)上に、室温で強磁性を示す金属間化合物(MnAsなど)をエピタキシャル成長することに初めて成功した。
2.GaAsベースの新しい希薄磁性半導体:(Ga,Mn)As
世界に先駆けてGaASベースの(Ga,Mn)AsをGaAs上に成長することに成功し、(Ga,Mn)Asがキュリー温度110K以下で強磁性体であることを明らかにした。また(Ga,Mn)Asベースの超構造の成長にも成功した。
3.半導体超構造による磁性原子の交換相互作用の制御
磁性原子中の電子スピン間の交換相互作用が、半導体超構造における量子サイズ効果によって制御可能であることを理論的に示した。
4.自由磁気ポーラロンの確認
これまで無いとされてきた自由磁気ポーラロンの存在を実験的に明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] H.Ohno: "(Ga,Mn)As:A new diluted magnetic semiconductor based on GaAs" Applied Physics Letters. 69. 363-365 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohno: "Ferromagnetic order in(Ga,Mn)As/GaAs heterostructures" Proc.23rd.Int.Conf.Physics of Semiconductors. 405-408 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Shen: "(Ga,Mn)As/GaAs diluted megnetic semiconductor superlattice structures prepared by molecular beam epitaxy" Jpn.J.Appl.Phys. 36. L73-L75 (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Matsukura: "Growth and properties of(Ga,Mn)As:a new III-V diluted magnetic semiconductor" Applied Surface Science. (accepted for publication). (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Shen: "Epitaxy and properties of InMnAs/AlGaSb diluted magnetic III-V semiconductor heterostructures" Applied Surface Science. (accepted for publication). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Shen: "Epitaxy of(Ga,Mn)As,a new diluted magnetic semiconductor based on GaAs" J.Crystal Growth. (accepted for publication). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi: "Ultrafast optical sampling spectroscopy of exciton dynamics in quantum wells" Prog.Crystal Growth and Charact.33. 3307-3310 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Soo: "III-V diluted magnetic semiconducotr:Substitutional doping of Mn in InAs" Physical Review B. 53. 4905-4909 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iye: "Magnetotransport in modulated magnetic fields" Physica B. 227. 122-126 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oka: "Excitonic properties of nanostructure semimagnetic semiconductors" J.Luminescence. 70. 35-47 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirakawa: "Coherent submillimeter-wave emission from non-equilibrium two-dimensional free carrier plasmas in AlGaAs/GaAs heterojunctions" Surf.Sci.361/362. 368-371 (1996)

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  • [文献書誌] H.Ohno, (Ga, Mn)As :"A new diluted magnetic semiconductor based on GaAs" Applied Physics Letters. 69. 363-365 (1996)

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  • [文献書誌] H.Ohno: "Ferromagnetic order in(Ga, Mn) As/GaAs heterostructures" Proc.23^<rd>. Int.Conf.Physics of Semiconductors. 405-408 (1996)

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  • [文献書誌] A.Shen: "(Ga, Mn)As/GaAs diluted megnetic semiconductor superlattice structures prepared by molecular beam epitaxy" Jpn.J.Appl.Phys.36. L73-L75 (1997)

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  • [文献書誌] F.Matsukura: "Growth and properties of(Ga, Mn) As : a new III-V diluted magnetic semiconductor" Applied Surface Science. (accepted for Publication). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Shen: "Epitaxy and properties of InMnAs/AlGaSb diluted magnetic III-V semiconductor heterostructures" Applied surface Science. (accepted for Publication). (1997)

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  • [文献書誌] A.Shen: "Epitaxy of (Ga, Mn)As, a new diluted magnetic semiconductor based on GaAs" J.Crystal Growth. (accepted for Publication). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adachi: "Ultrafast optical sampling spectroscopy of exciton dynamics in quantum wells" Prog.Crystal Growth and Charact. 33. 3307-3310 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Soo: "III-V diluted magnetic semiconductor : Substitutional doping of Mn in InAs" Physical Review B. 53. 4905-4909 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iye: "Magnetotransport in modulated magnetic fields" Physica B. 227. 122-126 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oka: "Excitonic properties of nanostructure semimagnetic semiconductors" J.Luminescence. 70. 35-47 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirakawa: "Coherent submillimeter-wave emission from non-equilibrium two-dimensional free carrier plasmas in AlGaAs/GaAs heterojunctions" Surf.Sci. 361/362. 368-371 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohno: "(Ga, Mn) As : A new diluted magnetic semiconductor based on GaAs" Applied Physics Letters. 69. 363-365 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohno: "Ferromagnetic order in (Ga, Mn) As/GaAs heterostructures" Proc.23rd.Int.Conf.Physics of Semiconductors. 405-408 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Shen: "(Ga, Mn) As/GaAs diluted megnetic semiconductor superlattice structures prepared molecular beam epitaxy" Jpn.J.Appl.Phys. 36. L73-L75 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] F.Matsukura: "Growth and properties of (Ga, Mn) As : a new III-V diluted magnetic semiconductor" Applied Surface Science. (accepted for publication). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Shen: "Epitaxy and properties of InMnAs/AlGaSb diluted magnetic III-V semiconductor heterostructures" Applied Surface Science. (accepted for publicaton). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Shen: "Epitaxy of (Ga, Mn) As, a new diluted magnetic semiconductor based on GaAs" J.Crystal Growth. (accepted for publicatoin). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adachi: "Ultrafast optical sampling spectroscopy of exciton dynamics in quantum wells" Prog.Crystal Growth and Charact.33. 3307-3310 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Soo: "III-V diluted magnetic semiconductor : Substitutional doping of Mn in InAs" Physical Review B. 53. 4905-4909 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Iye: "Magnetotransport in modulated magnetic fields" Physica B. 227. 122-126 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Oka: "Excitonic properties of nanostructure semimagnetic semiconductors" J.Luminescence. 70. 35-47 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirakawa: "Coherent submillimeter-wave emission from non-equilibrium two-dimensional free carrier plasmas in AlGaAs/GaAs heterojunctions" Surf.Sci.361/362. 368-371 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohno: "Mn-Based III-V Diluted Magnetic (Semimagnetic)Semiconductors" Materials Science Forum. 182-184. 443-450 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Akeura,M.Tanaka,et al.: "Epitaxial ferromagnetic MnAs thin films grown by molecular beam epitaxy on si(001)substrates" Appl.Phys.Lett.67. 3349 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Oka,et al.: "High-Field Magnetization of Snl-xEuxTe:EuTe" Solid State Commun.96. 11-15 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Munekata: "Anomalous Hall effect in III-V-based magnetic semiconductor heterostructures" Mater.Sci,and Eng.B. 31. 151-156 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takeyama,et al.: "Excitoh magnetophotoluminescence affected by maghetic polarors and alloy fluctuations in Cd_<1-x> Mnx Te" Phys.Rev.B. B52. 1444-1447 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirakawa,et al.: "Far infrared emission spectroscopy of hot Two-dimensional plasmons in Al0.3Ga0.7AS/GsAs heterojanctions" Appl.Phys.Lett.67. 2326-2328 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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