| 研究課題/領域番号 |
14076205
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
滝田 宏樹 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (00011213)
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| 研究分担者 |
尾崎 信彦 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (30344873)
黒田 眞司 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教授 (40221949)
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| 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 / キャリアドーピング / 二重交換相互作用 |
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| 研究概要 |
電子のスピン自由度を利用したエレクトロニクス(スピントロニクス)の実現には室温で強磁性になる半導体材料の開発が必須と考えられている。このような室温強磁性半導体の候補の一つとしてCrドープII-VI族半導体が期待を集めている。我々はこれまでこの新規強磁性半導体として注目されるCrドープII-VI族半導体の分子線エピタキシーによる結晶成長とその物性の研究を行ってきた。今年度は、昨年度に引き続きCrTe添加ZnTeにおいて荷電不純物の付加的ドーピングが磁性にどのような影響を与えるかに焦点をあてて研究を行った。その結果、Cr添加ZnTeの強磁性特性はp型、n型の荷電不純物ドーピングにより大幅に変化することを見出した。すなわち強磁性特性はp型の荷電不純物である窒素をドーピングすることにより抑制され、逆にn型の荷電不純物であるヨウ素をドーピングすることにより増強されることが明らかとなった。具体的には、Cr組成5%の(Zn, Cr)Teでアンドープの試料では強磁性転移温度T_Cは30K程度であったのが、窒素ドープ試料では強磁性は消滅し、逆にヨウ素ドープ試料ではT_Cは最高300Kに達した。このような顕著な変化の原因は完全には理解されていないが、この物質の強磁性の起源として二重交換相互作用を考えると荷電不純物ドーピングに伴うフェルミ準位のシフトにより少なくとも変化の方向は説明できることが明らかとなった。
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