| 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捉えることを目的としている.本年度は,第一原理バンド計算からハーフメタルのバンド構造を有することが予言されているMnAsのGaAs(100) c(4x4)表面上への初期成長過程を低速電子線回折の強度-加速電圧依存性の動力学的(LEED-IV)解析と走査トンネル顕微鏡(STM)観測を通して解析した.その結果,MnAsの被覆率が75%以下の表面では,STMでは,1x2再構成を示す[110]方向に広がった島状構造が観測し,さらにLEED-IV解析により,閃亜鉛鉱型構造をベースとした最表層にMn-AsおよびMn-Gaダイマーを有する構造が最も確からしい構造であることを明らかにした.しかし,この検討過程で成長の下地となるGaAs c(4x4)構造が,300℃程度の低温で相変化している兆候を捉え,GaAs c(4x4)構造に関する詳細なSTM観測とLEED-IV解析から200℃程度の温度でGa-Asの3連ダイマーを基本とする構造からAs-As連ダイマーを基本とする構造に相変化していることを明らかにした.この結果は,これまで成長の下地表面として用いてきたGaAs c(4x4)構造のさらなる厳密な制御が必要なことを示し,従来の結果を再検討するする必要があることを示している.
一方,GaAs(100)表面上に作製したMnAs/GaAsヘテロ接合の低温におけるBEEM/BEES測定を局所的電気伝導測定を行い,MnAs中のスピン依存トンネル現象に関する予備的知見を得た.
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