| 研究概要 |
半導体スピントロニクス実現のために必要とされるさまざまな要素技術の中で、スピン偏極した電子の生成はとりわけ重要とされ、そのスピン偏極電子の源となる材料として強磁性となる半導体新材料の開発は必須と見做されている。室温以上の転移温度を持つ強磁性半導体の物質探索が活発に行われているが、本研究課題では、II-VI族半導体にCrを添加した磁性半導体混晶を主たる対象として、強磁性特性の制御・向上とスピン偏極電子源への応用を目指して研究を行っている。我々は(Zn,Cr)Teを対象としたこれまでの研究で、荷電不純物のドーピングにより結晶中のCr組成の分布が変化し、その結果、強磁性特性が大幅に変化することを見出している。とりわけドナー性不純物であるヨウ素のドーピングにより強磁性転移温度TCが大幅に上昇した結晶においてはCr分布が不均一となってCrが高濃度に凝集した領域が形成され、このCr凝集領域が強磁性クラスターとしてはたらくことが高いTCの原因であることを突き止めた。本研究課題では、これらの成果を踏まえ、MBEの成長条件を系統的に変化させることで、(Zn,Cr)Te結晶中のCr凝集領域のサイズ、形状、配置を制御し、強磁性特性が向上した結晶を成長するための条件を探索する。さらにこのような半導体中に強磁性クラスターの存在する複合構造の磁化特性だけでなく電気伝導・磁気光学特性を調べ、スピン偏極電子源としての有用性を検討する。加えて実際に非磁性半導体層とのヘテロ構造からなるスピン注入デバイスを作製し、スピン注入源としての性能評価を行う。
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