| 研究分担者 |
腰原 信也 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (10192056)
近藤 剛 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助手 (70323805)
松田 康弘 岡山大学, 理学部, 助教授 (10292757)
大岩 顕 東京大学, 工学系研究科, 講師 (10321902)
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| 研究概要 |
(1)強磁性半導体の作製に関して
キュリー温度Tcの積極的な制御を目指して(Ga, Mn)As単結晶薄膜への窒素添加効果を調べた。窒素添加で結晶格子がわずかに縮み垂直磁気異方性が発現すること、ただし、正孔の局在性が増大して正孔の遍歴性が抑制されてTcが低下してしまうことが明らかとなった。一方で、(In, Mn)As薄膜については、結晶成長時にMnを多量に導入し、その後の熱処理によって欠陥を低減させる手法を開発し、Tc=90Kというチャンピオンデータを得た。
(2)光誘起才差運動
強磁性(Ga, Mn)Asの光誘起才差運動の起源を探る目的で非常良く制御された実験を系統的に行った。そして、光照射によって結晶中の磁気異方性が変化し、そのために強磁性Mnに対する内部磁場が変化して才差運動が起こることを突き止めた。LLG方程式による理論解析も含めて、磁気異方性の変化は光照射による温度上昇に起因するものではなくて、純粋に光励起に基づくものであると結論した。光励起による磁気異方性変化の持続時間は、光励起パルス幅(100fs)に比べて長いこともわかった。
(3)光誘起磁化の直接観測
開発を進めてきたレーザ走査型磁気光学顕微鏡が立ち上がり、(Ga, Mn)As中の面内磁化ドメインの観察に成功した。加えて、円偏光照射によって磁化が面内で回転する現象を直接観測することに世界で初めて成功した。無偏光の励起光では磁化が回転しないことから、この現象が光照射で発生する熱による効果によるものでないことを明確に示した。
(4)スピン光起電力の実験
比較的大きな円偏光依存光起電力を示すIII-V族p-nヘテロダイオードの作製に成功するとともに、ヘテロ接合における電荷・スピン拡散過程の理論的解析を進め、そのエネルギーバンド端の不連続の効果が無視できるヘテロ接合界面と、そうでない接合界面とに大別されることを突き止めた。今回の実験に使用したヘテロ接合は後者の場合に相当する。
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