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Control of carrier localization in dilute magnetic semiconductors

研究課題

研究課題/領域番号 17K05494
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関横浜国立大学

研究代表者

RAEBIGER HANNES  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20531403)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード磁性半導体 / ピエゾ効果 / ピエゾ磁性 / 第一原理計算 / carrier localization / polaron states / strain engineeting / magnetic semiconductors / strain engineering / 計算物理 / スピンエレクトロニクス / 半導体物性
研究成果の概要

磁性半導体に置ける伝導キャリアの局在性の理論研究を行なった。本研究開始前は、磁性半導体の磁性は伝導キャリ密度により制御できることは既知であったが、伝導キャリアの局在性に関する研究は乏しかった。本研究は(1)半導体に置ける伝導キャリアの局在性構造歪みによりの制御及び(2)磁性半導体の磁気相互作用の伝導キャリアによる制御及び(3)磁性半導体の磁性の構造歪みによる制御を解明した。したがって、新たなピエゾ磁性現象を発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

半導体・絶縁体に置ける伝道キャリアの局在性を計算するための理論手法の開発研究を行なった。伝導キャリアの局在性とともに磁性半導体の磁性を制御できる新たな物理現象を発見した。この研究は現代の薄膜デバイスに磁性の制御の機能を付与するための指針を与えるものである。
現代の電子デバイスの発展は小型化や薄膜化によって牽引されており、数原子層単位における磁性の制御は近未来に向けたメモリ素子やスピン制御デバイスの開発の要である。本研究は薄膜における磁性の制御メカニズムを提示することで、これからの日本社会の薄膜磁性デバイスの開発への現実的な構図を提示するものである。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Carrier mediated ferromagnetism in Ga2O3:Cr2020

    • 著者名/発表者名
      Ichihashi Kodai、Shinya Hikari、Raebiger Hannes
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 13 号: 2 ページ: 021002-021002

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ab6ca6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modulation of the optical absorption edge of ε- and κ-Ga2O3 due to Co impurities caused by band structure changes: Work function measurements and first-principle calculations2020

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka K.、Raebiger H.、Mukai K.、Shudo K.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 127 号: 6 ページ: 065701-065701

    • DOI

      10.1063/1.5134521

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Core Electron Topologies in Chemical Compounds: Case Study of Carbon versus Silicon2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Daisuke、Raebiger Hannes、Shudo Ken-ichi、Ohno Koichi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 24 ページ: 7012-7018

    • DOI

      10.1002/anie.201713108

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Control of hole localization in magnetic semiconductors by axial strain2018

    • 著者名/発表者名
      Raebiger Hannes、Bae Soungmin、Echeverria-Arrondo Carlos、Ayuela Andres
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 2 号: 2 ページ: 024402-024402

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.2.024402

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Strain control of carrier localization in piezoelectrics2019

    • 著者名/発表者名
      H. Raebiger, S. Bae
    • 学会等名
      30th International Conference on Defects in Semiconductors, Seattle, WA, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Calculation of ferromagnetic semiconductors: Cr-doped beta-Ga2O32019

    • 著者名/発表者名
      K. Ichihashi, H. Raebiger
    • 学会等名
      30th International Conference on Defects in Semiconductors, Seattle, WA, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electronic states and band gap adjustment of Co-impurity doped epsilon-Ga2O3 and kappa-Ga2O32019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamanaka, K. Shudo, H. Raebiger
    • 学会等名
      30th International Conference on Defects in Semiconductors, Seattle, WA, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First principles calculation of hole doped La2CuO42019

    • 著者名/発表者名
      Riku SHIROTA, H. Raebiger
    • 学会等名
      29th Annual Meeting of MRS-J (2019), Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Carrier localization and piezomagnetism in magnetic semiconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Hannes Raebiger and Soungmin Bae
    • 学会等名
      10th international conference and school on physics and applications of spin phenomena in solids
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Defect Theory from first principles calculations2017

    • 著者名/発表者名
      H. Raebiger
    • 学会等名
      29th International Conference on Defects in Semiconductors, Matsue, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hole localization trends and engineering them in magnetic semiconductors2017

    • 著者名/発表者名
      H. Raebiger
    • 学会等名
      Workshop on Computational Semiconductors Physics (CSP2017), Hohhot, Inner Mongolia, P. R. China
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Engineering hole localization in magnetic semiconductors2017

    • 著者名/発表者名
      H. Raebiger
    • 学会等名
      The 9th Con- ference of the Asian Consortium on Computational Materials Science (ACCMS-9), Kuala Lumpur, Malaysia
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] First principles methods for defects: state-of-the-art and emerging approaches in Characterisation and Control of Defects in Semiconductors2019

    • 著者名/発表者名
      Ertekin Elif、Raebiger Hannes
    • 出版者
      The IET, United Kingdom
    • ISBN
      9781785616556
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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