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光スピントロニクスデバイス研究調整班

研究課題

研究課題/領域番号 14076104
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

宗片 比呂夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60270922)

研究分担者 竹内 淳  早稲田大学, 理工学部, 教授 (80298140)
斎木 敏治  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (70261196)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 15,600千円)
2005年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2004年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2003年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2002年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード磁性半導体 / スピンダイナミクス / キャリア誘起磁化 / 近接場磁気光学顕微鏡 / スピン緩和機構 / キャリア誘起磁性 / スピン光起電力 / ヘテロダイン検波 / スピンエレクトロニクス / 量子ドット / 近接場光学 / 超高速現象 / スピントロニクス / スピン依存光物性 / 量子情報処理
研究概要

1.強磁性スピン系の光操作と光磁化およびその応用(宗片)
(1)(Ga,Mn)Asへの窒素添加効果を実験的に調べ、窒素添加によってホール濃度とキュリー温度が低下すると結論した。(2)光誘起才差運動の起源を実験的に検討し、光照射により磁気異方性が変化した結果発生する、持続時間の長い(1-10ns)有効磁場によるものであることを結論した。(3)開発を進めてきたレーザ走査型磁気光学顕微鏡がとうとう立ち上がり、(Ga,Mn)As中で光誘起磁化の直接観測に世界に先駆けて成功した。さらに、(4)作製法に工夫をこらしたIII-V族p-nヘテロダイオードにおいて、再現性の良い円偏光依存光起電力を得ることに成功するとともに、ヘテロ接合に対するスピン拡散過程の理論的解析を世界に先駆けて開始した。
2.スピン生成と緩和の光制御と応用(竹内)
ワイドギャップ半導体の代表格であるGaN中のキャリア電子のスピン緩和には、六方晶GaN中の1psの超高速過程と立方晶GaN中の10nsの遅い過程の2通りが存在することを実験的に明らかにした。後者については、スピン軌道相互作用の減少によるものであると説明されるが、前者についてはこの物質固有の新しいスピン緩和現象であり、その解明は今後の課題であると結論した。
3.近接場光学技術によるナノ光スピントロニクス(斎木)
近接場光学顕微鏡(NSOM)の磁気光学効果の高感度化につながる手法として、ホモダイン検出とロックイン検出とを組み合わせる測定技術を引き続き研究し、原子ステップを持つサファイア基板上のNiO薄膜中に形成された段差2nmのナノチャンネルにおいて、上部と下部で1:4という極めて大きなコントラストを有する表面像を得ることができた。本手法の有用性を示した。また、低温・磁場下で動作するNSOMにおいて、ドリフトや振動などの細かい問題点をほぼ解決し、30nmの分解能による単一量子ドットの発光イメージングに成功した。磁気発光分光も可能となり、量子ドット発光のゼーマン分裂や反磁性シフトなどが観測できるようになった。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (2件) 産業財産権 (2件) 文献書誌 (13件)

  • [雑誌論文] Ultrafast Quenching of Ferromagnetism in InMnAs Induced by Intense Laser Irradiation2005

    • 著者名/発表者名
      J.Wang, C.Sun, J.Kono, A.Oiwa, H.Munekata, L.Cywinski, L.J.Sham
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 95

      ページ: 1674011-1674014

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin dependent carrier transport across nonmagnetic p-n heterojunction ; the first step for the realization of circular polarized photodiodes2005

    • 著者名/発表者名
      J.Hayafuji, T.Kondo, H.Munekata
    • 雑誌名

      Inst.Phys.Conf.Ser. 184

      ページ: 127-130

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Local Density of States Mapping of a Field-induced Quantum Dot by Near-field Photoluminescence Microscopy2005

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuda, T.Saiki, S.Nomura, Y.Aoyagi
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 87

      ページ: 43112-43114

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of Amorphous Recording Marks Using Reflection-Mode Near-field Scanning Optical Microscope Supported by Optical Interference Methods2005

    • 著者名/発表者名
      M.Saiki, S.Mononobe, K.Yusus, T.Tadokoro, T.Saiki
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44

      ページ: 6855-6857

    • NAID

      130004766399

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoinduced Magnetization Rotation and Precessional Motion of Magnetization in Ferromagnetic (Ga,Mn)As2005

    • 著者名/発表者名
      A.Oiwa, H.Takechi, H.Munekata
    • 雑誌名

      J.Superconductivity : Incorporating Novel Magnetism 18

      ページ: 9-13

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of nitrogen incorporation in ferromagnetic (Ga,Mn)As epilayers2005

    • 著者名/発表者名
      I.Oshiyama, T.Kondo, H.Munekata
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 98

      ページ: 0939061-0939066

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photomagnetic effects in III-V based magnetic semiconductors2004

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 雑誌名

      Physica E 25

      ページ: 160-170

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Current-induced magnetization reversal in a (Ga, Mn)As-based magnetic tunnel junction2004

    • 著者名/発表者名
      R.Moriya, K.Hamaya, A.Oiwa, H.Munekata
    • 雑誌名

      Jpn.J.Applied.Physics (Express Letter) 43

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Contribution of Shape Anisotropy to the Magnetic Configuration of (Ga, Mn)As2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hamaya, Y.Kitatomo, H.Munekata, et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Applied Physics (Express Lett.) 43

    • NAID

      10012039539

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Subpicoseond exciton relaxation in GaN2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kuroda, A.Takeuchi, et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letter 85

      ページ: 3116-3118

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Exciton spin relaxation dynamics in InGaAs/InP multiple-quantum wells2004

    • 著者名/発表者名
      S.Akasaka, A.Takeuchi, et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letter 85

      ページ: 2083-2085

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] High-contrast imaging of NiO nano-channels using a polarization near-field scanning optical microscope2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sakai, T.Saiki, et al.
    • 雑誌名

      Nanotechnology 15

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Concepts in Spin Electronics (ed. by S.Maekawa)2006

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 総ページ数
      398
    • 出版者
      Oxford Science Publications
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] スピンエレクトロニクスの基礎と最前線 第7章「磁性半導体の光磁化と光操作」(猪俣浩一郎監修)2004

    • 著者名/発表者名
      宗片 比呂夫
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 強磁性共鳴周波数の制御方法及び周波数フィルタ素子2004

    • 発明者名
      宗片 比呂夫 他2名
    • 権利者名
      JST
    • 出願年月日
      2004-03-30
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 円偏光直接検知素子及び円偏光検出器2004

    • 発明者名
      近藤 剛, 他3名
    • 権利者名
      東工大
    • 出願年月日
      2004-06-04
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mitsumori, A.Oiwa, H.Munekata, et al.: "Dynamics of photo-induced magnetization rotation in ferromagnetic semiconductor p-(Ga,Mn)As}"Physical Review B. 69. 033203-033206 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Matsuda, T.Saiki, et al.: "Near-field optical mapping of exciton wave functions in a GaAs quantum dots"Phys.Rev.Lett.. 91. 177401-177404 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shinshi, H.Munekata, et al.: "Light-driven microcantilever actuator based on photoenhanced magnetization in a GaAs-Fe composite film"Applied Physics Letter. 83. 3425-3427 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Moriya, H.Munekata: "Relation among concentrations of incorporated Mn atoms, ionized Mn acceptors, and holes in p-(Ga,Mn)As epilayers"Journal Applied Physics. 93. 4603-4609 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Munekata, A.Oiwa, et al.: "Rotation of Ferromagnetically Coupled Mn Spins in (Ga,Mn)As by Hole Spins"J.Superconductivity : Incorporating Novel Magnetism. 16. 411-414 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kondo, H.Munekata, et al.: "(Ga,Mn)N : Sn Epilayers"J.Superconductivity : Incorporating Novel Magnetism. 16. 103-106 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 宗片 比呂夫: "ナノテクノロジー大事典(川合知二監修)中の「スピントロニクス」の章"(株)工業調査会. 490-500 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Oiwa, Y.Misumori, R.Moriya, T.Slupinski, H.Munekata: "Effect of Optical Spin Injection on Ferrmagnetically Coupled Mn Spins in the III-V Magnetic Alloy Semiconductor (Ga, Mn)As"Physical Review Letters. 88. 137202-137205 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] R.Moriya, H.Munekata: "Relation among concentrations of incorporated Mn atoms, ionized Mn acceptors, and holes in p-(Ga, Mn)As epilayers"Journal of Applied Physics. 93,April. 7 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yanagi, H.Munekata, Y.Kitamoto, A.Oiwa, T.Slupinski: "Interlayer coupling in (In, Mn)As/InAs/(In, Mn)As magnetic semiconductor trilayer structures"Journal of Applied Physics. 91. 7902-7905 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kondo, S.Kuwabara, H.Owa, H.Munekata: "Molecular beam epitaxy of (Ga, Mn)N"Journal of Crystal Growth. 237-239. 1353-1357 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] R.Moriya, H.Munekata, T.Kondo, A.Oiwa: "Preparation of quaternary magnetic alloy semiconductor epilayers (Ga, Mn, Fe)As"Journal of Crystal Growth. 237-239. 1344-1347 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 近藤 剛, 宗片 比呂夫: "(Ga, Mn)Nの結晶成長と磁性-窒素プラズマMBE-"応用物理. 71. 1272-1276 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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