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半導体スピントロニクスにおいて希薄磁性半導体の相転移温度の向上は、将来のデバイス応用に向けて非常に重要な課題である。一方で代表的な希薄磁性半導体であるGaMnAsの強磁性発現機構ならびに電子構造が正確には解明になたっておらず、この解明が高い相転移温度を持つ新材料の設計のために重要と期待されている。そのため、GaMnAsの電子構造を解明することを目的とし、弾道電子顕微鏡を用いた、GaMnAsの局所領域における電子構造測定を目標とした。
本年度は、BEEMのエネルギー分解能を量子井戸厚み1層の違いによる共鳴準位の変化を検出できるように向上させた。さらに、Bell-keiserの輸送原理を利用して、共鳴準位の同定を行うことができた。また、測定手法としては、Spin-STMよりもBEEM法の方が適するという知見が得られた。
また、実際にGaMnAsを含んだ超格子構造を作製し、ヘキ開面の断面STMにより、Mnの局所電子状態を調べた。これは、低濃度のMnの磁性に関する情報を得られる実験の基礎となるものであり、強磁性発現する高濃度GaMnAsの強磁性発現メカニズムの解明のためにも有用な情報となると考えている。
さらに、GaMnAsのダブルレイヤーを用いたスピンバルブ機構によるスピン注入が、BEEMで磁性を調べる上で有用である可能性を見出し、新たにプローブ顕微法によるドメイン観察・制御の技術の足がかりが得られた。
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