| 研究課題/領域番号 |
22360020
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
中村 淳 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50277836)
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| 研究分担者 |
大竹 晃浩 独立行政法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット・量子ナ ノ構造グループ, 主幹研究員 (30267398)
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| 研究期間 (年度) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| キーワード | Ｍｎ原子ワイヤ / III-V族化合物半導体表面 / 初期吸着構造 / 第一原理計算 / 電子回折法 / 走査トンネル顕微鏡 / 強磁性 |
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| 研究概要 |
本研究は、化合物半導体であり希薄磁性半導体のホスト材料として最も注目・利用されているGaAsに、低次元のMnドープ構造を導入することにより新奇強磁性物質を創製するとともに、理論計算手法を駆使し、その強磁性発現機構解明を目論むものである。先行研究に続いてGaAs(110)表面上のMnAs単層の熱力学的安定性および磁性状態を理論的に明らかにした。３次元バルク中のMnの磁性相互作用とは異なり、GaAs(110)表面においては、GaAs(110)表面の２次元電子状態を介した、特異なMn-Mn相互作用が発現することを明らかにした。一方、実験的にはMnが1原子層以下の吸着初期過程において、様々な表面再構成構造を呈することが明らかになった。特に、0.25原子層のMn膜厚時に現れる(2x2)再構成構造は、蒸着温度、As分子供給の有無によって数種類の構造モデルが確認された。これらの表面構造のうち、(2x2)ガンマ構造と名付けた表面再構成構造について、第一原理計算を用いたモデリング・構造安定性評価を行い、この表面構造は基本的に、(2x2)ユニットセル内に（１）一対のGa-Asのダイマー、（２）１個のMn原子が存在する表面であること、また、Mn原子は、ダイマーダイマー間位置が最も安定な吸着位置であることがわかった。この表面構造について、電子状態計算を行ったところ、Mn原子のコアスピン数は５であり、(110)表面上のMnあるいはバルクGaAs中のMn原子とは異なるスピン状態をとることが明らかになった。これらの成果を、アメリカ物理学会誌をはじめとする専門誌、国際会議等で発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
理由
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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