| 研究実績の概要 |
本研究課題の目的は、磁性元素Mnをドープされた極性強磁性半導体(Ge,Mn)Teにおいて、半導体マルチフェロイクスとしてのスピントロニクス特性を観測し、更に誘電分極反転による制御を行うことである。研究計画一年目の本年は、[1](Ge,Mn)Teの薄膜試料作製を行い、その上で[2]スピントロニクス特性として電流誘起磁化反転の観測を行った。
[1]試料作製についてSb2Te3の緩衝層を用いることでInP基板上に再現よく菱面体晶(Ge,Mn)Te薄膜を成長させることに成功した。本化合物(Ge,MnTeはMnドープによって強磁性を示すが、ドーピング濃度の増加に伴って結晶構造が菱面体晶から立方晶に転移し強磁性転移温度が低下することが単結晶や薄膜試料における先行研究によって知られている。本研究で作製した試料は緩衝層による効果で菱面体晶構造が安定化し、その結果高い強磁性転移温度を示すことがわかった。
[2]バンドのスピン運動量ロッキングに由来するスピン電荷変換を電流誘起磁化反転によって観測した。特に、磁化反転の効率が膜厚に対して減少しない振る舞いを見せることから、表面や界面のらシュバ効果に由来する効果ではなく、極性半導体に特徴的なバルクバンドのスピン運動量ロッキングによるものであることを示した。更に、異常ホール効果とバンド計算との比較から試料のキャリヤ濃度が磁性誘起ギャップ近傍に制御されていることを指摘し、フェルミ面の変化に対応して電流誘起磁化反転の効率が増加していることを示した。
これらの結果は国際学会2件(うちポスター発表1件、口頭発表1件)と国内学会で1件の口頭発表を行った。また論文を現在投稿中である。
|
