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半導体中の磁性不純物の価数制御による強磁性ナノクラスターの自己形成

研究課題

研究課題/領域番号 19310068
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 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関筑波大学

研究代表者

黒田 眞司  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (40221949)

研究分担者 高増 正  物質・材料研究機構, 量子ドットセンター, 主幹研究員 (60212015)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円)
2008年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2007年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
キーワードスピントロニクス / 強磁性半導体 / 分子線エピタキシー / 不純物ドーピング / 強磁性クラスター / 磁気異方性
研究概要

強磁性半導体(Zn, Cr)Te において、ドナー性不純物であるヨウ素をドープした結晶におけるCr組成分布と磁化特性との相関を調べた。ヨウ素のドーピングにより、結晶中でCr が高濃度に凝集した領域が形成され、それに伴い強磁性転移温度が上昇することが明らかになった。Crの平均組成、ヨウ素濃度、および成長温度などの結晶成長条件をさまざまに変化させ成長した(Zn, Cr)Te 薄膜結晶でのCr 組成分布を調べた結果、Cr 凝集領域の形成はとりわけ成長温度により大きく変化し、成長温度の上昇によりその形状がクラスターから1 次元の柱状領域に変化することが示された。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (38件)

  • [雑誌論文] Formation of Cr-rich nano-clusters and columns in (Zn,Cr)Te grown by MBE2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishio, K. Ishikawa, S. Kuroda, M. Mitome, Y. Bando
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings vol.1183(in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhomogeneous Cr distribution and superparamagnetic behavior in magnetic semiconductor (Zn, Cr)Te2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ishikawa, N. Nishizawa, S. Kuroda, K. Ikeda, K. Takita, M. Mitome, Y. Bando, T. Dietl
    • 雑誌名

      Proceedings of 29^<th> International Conference on the Physics of Semiconductors-ICPS 2008(in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhomogeneous Cr distribution and superparamagnetic behavior in magnetic semiconductor (Zn,Cr)Te2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ishikawa et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 29th International Conference on the Physics of Semiconductors (in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between Cr Distribution and Ferromagnetism in Iodine-Doped (Zn, Cr)Te2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nishizawa, K. Ishikawa, S. Kuroda, M. Mitome, Y. Bando, T. Dietl
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society 53

      ページ: 2917-2920

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magneto-optical properties of n-type modulation-doped (Cd, Cr)Te quantum well2008

    • 著者名/発表者名
      F. Takano, T. Nishizawa, J. W. Lee, S. Kuroda, Y. Imanaka, T. Takamasu, H. Akinaga
    • 雑誌名

      Physica E 40

      ページ: 1166-1168

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magneto-optical properties of n-type modulation-doped (Cd,Cr) Te quantum well2008

    • 著者名/発表者名
      F. Takano et al.
    • 雑誌名

      Physica E 40

      ページ: 1166-1168

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Consistent anisotropic behaviors between the magnetic and the magneto-optical properties in Zn1-xCoxO thin films2008

    • 著者名/発表者名
      J. W. Lee et al.
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society 53

      ページ: 309-312

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between Cr Distribution and Ferromagnetism in Io dine-Doped (Zn,Cr)Te2008

    • 著者名/発表者名
      N. Nishizawa et al.
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society 53

      ページ: 2917-2920

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magneto-optical properties of n-type modulation-doped(Cd, Cr)Te quantum well2008

    • 著者名/発表者名
      F. Takano, et. al.
    • 雑誌名

      Physica E 40

      ページ: 1166-1168

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between ferromagnetism and cluster formation in (Zn,Cr)Te co-doped with charge impurities2007

    • 著者名/発表者名
      N. Nishizawa, S. Kuroda, K. Takita, M. Mitome, Y. Bando, T. Dietl
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings vol.999

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin and control of high temperature ferromagnetism in semiconductors2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda, N. Nishizawa, K. Takita, M. Mitome, Y. Bando, K. Osuch, T. Dietl
    • 雑誌名

      Nature Materials 6

      ページ: 440-446

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physics of Semiconductors : 28^<th> International Conference on the Physics Semiconductors -- ICPS 20062007

    • 著者名/発表者名
      F. Takano, T. Nishizawa, H. Kinjo, J. W. Lee, S. Kuroda, H. Ofuchi, Y. Imanaka, T. Takamasu, G. Kido, K. Takita, H. Akinaga,
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings vol.893

      ページ: 1193-1194

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence XAFS stury on local study around Cr atoms doped in ZnTe2007

    • 著者名/発表者名
      H. Ofuchi, N. Ozaki, N. Nishizawa, H. Kinjyo, S. Kuroda, K. Takita
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings, X-ray Absorption Fine Structure-XAFS13 : 13^<th> International Conference vol.882

      ページ: 517-519

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magneto-optical study of ferromagnetic semiconductor (Zn, Cr)Te2007

    • 著者名/発表者名
      N. Nishizawa, S. Marcet, N. Ozaki, S. Kuroda, K. Takita
    • 雑誌名

      physica status solidi c 3

      ページ: 4102-4105

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intrinsic magnetism in wurtzite(Ga, Mn)N2007

    • 著者名/発表者名
      S. Matcet, et. al.
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi(C) 3

      ページ: 4062-4065

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropy of magnetization and magnetoresistance of(Zn, Co)O films grown by pulsed laser deposition2007

    • 著者名/発表者名
      J. W. Lee, et. al.
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi(c) 3

      ページ: 4098-4101

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magneto-optical study of ferromagnetic semiconductor(Zn, Cr)Te2007

    • 著者名/発表者名
      N. Nishizawa, et. al.
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi(c) 3

      ページ: 4102-4105

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin and control of high-temperature ferromagnetism in semiconductors2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda, et. al.
    • 雑誌名

      Nature Materials 6

      ページ: 440-446

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 軟X線磁気円二色性を用いたZn1-xCrxTe薄膜の電子状態に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      山崎陽,他
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Cd1-xMnxTe/ZnTe自己形成量子ドットにおける電子スピンダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      冨本慎一,他
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CdMnTe/ZnTe量子構造の光励起状態におけるスピンダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      冨本慎一,他
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CdTe/ZnTe量子構造における電子スピンダイナミクスの温度変化とg因子の異方性2009

    • 著者名/発表者名
      野澤伸介,他
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CdTe/ZnTe量子ドット中の閉じ込め電子のg因子とスピン緩和2009

    • 著者名/発表者名
      黒田眞司
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 半導体における磁性元素の高濃度ドーピングと非一様分布2009

    • 著者名/発表者名
      黒田眞司
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Cr-rich nano-clusters and columns in (Zn, Cr)Te grown by MBE2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda, K. Ishikawa, K. Zhang, Y. Nishio, M. Mitome, Y. Bando
    • 学会等名
      Materials Research Society(MRS)Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 磁性半導体(Zn,Cr)TeにおけるCr凝集クラスターの形成と超常磁性2009

    • 著者名/発表者名
      黒田眞司, 石川弘一郎, 張珂, 西尾陽太郎
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ヨウ素ドープ(Zn,Cr)Teの蛍光XAFS法による局所構造評価2009

    • 著者名/発表者名
      大渕博宣, 石川弘一郎, 張珂, 黒田眞司, 三留正則, 板東義雄
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 半導体における磁性元素の高濃度ドーピングと非一様分布(シンポジウム「高濃度ドーピングへの挑戦とそれに伴う格子欠陥の解決」)2009

    • 著者名/発表者名
      黒田眞司
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学、立教池袋中学・高校
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 軟X線磁気円二色性を用いたZn_<1-x>Cr_xTe薄膜の電子状態に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      山崎陽, 片岡隆史, 坂本勇太, 藤森淳, F.-H. Chang, H.-J. Lin, D.J. Huang, C.T. Chen, 石川弘一郎, 黒田眞司
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学、立教池袋中学・高校
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] (Zn,Cr)TeにおけるCr-richナノカラムの形成と磁化特性2009

    • 著者名/発表者名
      張珂, 西尾陽太郎, 及川晴義, 石川弘一郎, 黒田眞司, 三留正則, 板東義雄
    • 学会等名
      第13回半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS-13)
    • 発表場所
      東北大学電気通信研究所
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Inhomogeneous Cr distribution and superparamagnetic properties of (Zn,Cr)Te2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda et al.
    • 学会等名
      53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM-53)
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 年月日
      2008-11-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CdTe/ZnTe量子井戸及び自己形成量子ドットにおける時間分解カー回転測定2008

    • 著者名/発表者名
      冨本慎一,他
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] (Zn,Cr)Teにおける高Cr組成の柱状領域の形成2008

    • 著者名/発表者名
      石川弘一郎,他
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 半導体へのスピン注入とデバイス応用への展望2008

    • 著者名/発表者名
      黒田眞司
    • 学会等名
      第69回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic properties of magnetic semiconductors with inhomogeneous distribution of magnetic elements2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ishikawa et al.
    • 学会等名
      5th International Conference on Physic sand Application of Spin-related Phenomena in Semiconductors (PASPS-V)
    • 発表場所
      Foz do Iguaeu, Brazil
    • 年月日
      2008-08-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Control of nanocluster formation and ferromagnetic pronerties in diluted magnetic semiconductors (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda
    • 学会等名
      29th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS-29)
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      2008-07-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Inhomogeneous Cr distribution and superparamagnetic behaviors in magnetic semiconductor (Zn,Cr)Te2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ishikawa et al.
    • 学会等名
      29th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS-29)
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      2008-07-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] (Zn, Mg)Te上のCdTe自己形成ドットのMBE成長と光学特性2008

    • 著者名/発表者名
      白谷 洋二, 他
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日大理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高Cr組成(〜20%)の(Zn, Cr)TeにおけるCr分布と強磁性特性との相関2008

    • 著者名/発表者名
      石川 弘一郎, 他
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日大理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 強磁性半導体(Zn, Cr)Teの磁場中反射スペクトル測定2008

    • 著者名/発表者名
      清水 翔, 他
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日大理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 磁性半導体における磁性元素の不均一分布と強磁性特性2008

    • 著者名/発表者名
      黒田 眞司, 他
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日大理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 磁性半導体における磁性元素の不均一分布と強磁性特性(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      黒田 眞司
    • 学会等名
      日本物理学会 第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 年月日
      2008-03-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Inhomogeneous Cr distribution and superparamagnetic properties of(Zn, Cr)Te2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda, K. Ishikawa, M. Mitome, Y. Bando
    • 学会等名
      53^<rd>Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials(MMM-53)
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Magnetic properties of magnetic semiconductors with inhomogeneous distribution of magnetic elements2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ishikawa, S. Kuroda
    • 学会等名
      5^<th>International Conference on Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors (PASPS-V)
    • 発表場所
      Foz do Iguacu, Brazil
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Control of nanocluster formation and ferromagnetic properties in diluted magnetic semiconductors (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda
    • 学会等名
      29^<th> International Conference on the Physics of Semiconductors(ICPS-29)
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Inhomogeneous Cr distribution and superparamagnetic behaviors in magnetic semiconductor (Zn,Cr)Te2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ishikawa, N. Nishizawa, S. Kuroda, K. Ikeda, K. Takita, M. Mitome, Y. Bando, T. Dietl
    • 学会等名
      29^<th> International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS-29)
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] (Zn,Cr)Teにおける高Cr組成の柱状領域の形成2008

    • 著者名/発表者名
      石川弘一郎, 張珂, 黒田眞司, 三留正則, 板東義雄
    • 学会等名
      第69回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      日、中部大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 強磁性半導体(Zn,Cr)Teの磁場中反射スペクトル測定2008

    • 著者名/発表者名
      清水翔, 西沢望, 黒田眞司, 高増正
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 高Cr組成(~20%)の(Zn,Cr)TeにおけるCr分布と強磁性特性の相関2008

    • 著者名/発表者名
      石川弘一郎, 西沢望, 黒田眞司, 池田博, 三留正則, 板東義雄
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 磁性半導体における磁性元素の不均一分布と強磁性特性」(シンポジウム「スピントロニクスはどこまで進んだか」)2008

    • 著者名/発表者名
      黒田眞司, 西沢望, 瀧田宏樹, 三留正則, 板東義雄, トーマス・ディートル
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 磁性半導体における磁性元素の不均一分布と強磁性特性2008

    • 著者名/発表者名
      黒田眞司
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学(招待講演)
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Control of nanocluster formation and ferromagnetic properties by co-doping charge impurities in ferromagnetic semiconductors (Zn,Cr)Te (invited)2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda
    • 学会等名
      Polish-Japanese Joint Seminar "Ferromagnetism and Magnetic Nanostructures in Semiconductors"
    • 発表場所
      Leszno, Poland
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Correlation between Cr distribution and ferromagnetism in iodine-doped (Zn, Cr)Te2007

    • 著者名/発表者名
      N. Nishizawa, K. Ishikawa, S. Kuroda, M. Mitome, Y. Bando, T. Dietl
    • 学会等名
      13^<th> International Conference on II-VI Compounds (II-VI2007)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Correlation between ferromagnetism and cluster formation in (Zn, Cr)Te co-doped with charge impurities2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroda, N. Nishizawa, K. Takita, M. Mitome, Y. Bando
    • 学会等名
      Materials Research Society(MRS)Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ヨウ素ドープ(Zn,Cr)TeにおけるCr組成分布と強磁性特性の成長条件依存性2007

    • 著者名/発表者名
      石川弘一郎, 西沢望, 黒田眞司, 池田博, 三留正則, 板東義雄
    • 学会等名
      第12回半導体スピン工学の基礎と応用(PASPS-12)
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ヨウ素ドープ(Zn, Cr)TeにおけるCr組成分布と強磁性特性のMBE成長温度依存性2007

    • 著者名/発表者名
      石川弘一郎, 西沢望, 黒田眞司, 池田博, 三留正則, 板東義雄
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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