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弾道電子放出顕微鏡による半導体/磁性体ヘテロ構造における磁気輸送機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13450009
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

吉野 淳二  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (90158486)

研究分担者 長島 礼人  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30277834)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2002年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
2001年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワードBEEM / BEES / 弾道電子放出顕微鏡 / 半導体 / 磁性体ヘテロ構造 / GaAs(001)c(4x4) / 強磁性金属 / 半導体接合 / GaAs(100) c(4x4)構造 / MnAs / LEED-IV解析 / Fe / GaAs
研究概要

本研究では,弾道電子放出顕微鏡及び分光法(BEEM/BEES法)を用いて半導体/磁性体表面ナノ構造におけるスピン依存のトンネル現象を微視的に解明することを目的とした.具体的な成果は次の通り.
1.半導体層の形成からBEEM電極の形成,低温でのBEEM/BEES観測までを真空一貫で実現できる装置を開発した.
2.半導体/磁性体表面ナノ構造の形成に関して
(1)各種のGaAs(001)再構成表面上へのFe蒸着について調べた結果,4x6再構成表面上に於いて信頼性の高いショットキー障壁が得られることを見いだした。
(2)閃亜鉛鉱型構造を有するMnAsとCrAsの形成と輸送特性の解明を目指して,GaAs(001)c(4x4)表面上での初期成長過程を検討し,特にMnAsに関しては,LEEDIV解析から表面構造モデルを提案した.
(3)Fe_xSi_<1-x>磁性体表面ナノ構造の形成を目指して,Agにより終端して不活性化したSi(111)√<3>×√<3>-Ag表面を用いることにより,SiとFeとの反応性を制御することにより,サイズが10-20nmのFe_3Si磁性体ナノドットを形成できることを見いだし,さらに微傾斜基盤を用いることによりステップエッジに磁性体ドット列を形成することに成功した.
3. GaAs(001)表面上に作成したFe磁性体層の厚さの異なるGaAs/Feショットキー障壁のBEES測定を行い,Fe層中でのエネルギーに依存する非弾性減衰長を観測し,その値が,1.52-2.74nmと従来の報告より長いことを見いだした.
4. GaAs(001)c(4x4)表面が,単一の構造ではなく少なくとも2種類以上の異なる構造から構成されており,300℃近傍でも相転移することを見いだした.さらに,GaAsの低温成長やMnAs等の初期成長の挙動が,その影響を考慮することにより良く理解できることを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (8件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Surface structure of GaAs(001)-c(4x4) studied by LEED intensity analysis2004

    • 著者名/発表者名
      A.Nagashima
    • 雑誌名

      Surface Science 564

      ページ: 218-224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface structure of GaAs(001)-c(4x4) studied by LEED intensity analysis2004

    • 著者名/発表者名
      A.Nagashima, A.Nishimura, T.Kawakami, J.Yoshino
    • 雑誌名

      Surface Science 564

      ページ: 218-224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Carrier-density dependence of magnetic and magneto-optical properties of (Ga,Mn)As2003

    • 著者名/発表者名
      T.Komori
    • 雑誌名

      Physical Review B 67

      ページ: 115203-115203

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Carrier-density dependence of magnetic and magneto-optical properties of (Ga, Mn)As2003

    • 著者名/発表者名
      T.Komori, T.Ishikawa, T.Kuroda, J.Yoshino, F.Minami, S.Koshihara
    • 雑誌名

      Physical Review B67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] STM and RHEED studies on low-tempertature growth of GaAs(001)2002

    • 著者名/発表者名
      A.Nagashima
    • 雑誌名

      Surface Science 514

      ページ: 350-355

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of iron silicide nanodots on Si(111)-Ag2002

    • 著者名/発表者名
      Y.Takagi
    • 雑誌名

      Surface Science 514

      ページ: 167-171

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] STM and RHEED studies on low-temperature growth of GaAs(001)2002

    • 著者名/発表者名
      A.Nagashima, M.Tazima, A.Nishimura, Y.Takagi, J.Yoshino
    • 雑誌名

      Surface Science 514

      ページ: 350-355

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation of iron silicide nanodots on Si(111)-Ag2002

    • 著者名/発表者名
      Y.Takagi, A.Nishimura, A.Nagashima, J.Yoshino
    • 雑誌名

      Surface Science 514

      ページ: 167-171

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Nagashima, A.Nishimura, J.Yoshino: "Study on initial growth process of MnAs on GaAs(001)C(4x4) by LEED IV and STM"Extended abstracts of The 9th symposium on the physics and application of spin-related phenomena in semiconductors. 121-122 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nagashima, T.Kawakami, A.Nishimura, J.Yoshino: "Anomalous roughening of GaAs(001) during low temperature growth"Extended abstracts of 22nd electric materials symposium. 153-154 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takagi, A.Nishimura, A.Nagashima, J.Yoshino: "Formation of iron silicide nanodots on Si(111)-Ag"Surface Science. 514. 167-171 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nagashima, M.Tazima, A.Nishimura, Y.Takagi, J.Yoshino: "STM and RHEED studies on low-temperature growth of GaAs(001)"Surface Science. 514. 350-355 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nagashima, M.Tazima, J.Yoshino: "Study on mechanism of re-entrant RHEED oscillation observed during LT-MBE growth of GaAs"Proceedings of the 28th International conference on compound semiconductors, Ed. by Arakawa et al., IOP conference series 170. 653-658 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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