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「希薄磁性半導体GaMnAsのナノ領域における磁気特性測定法の開発と強磁性発現機構の解明」と言う題目で、いずれもSTMの応用測定である、弾道電子顕微鏡とスピン偏極STMの両面から取り組んでいる。弾道電子顕微鏡では、GaMnAs中に添加されたMn原子付近とそれ以外の領域とで電子の状態に大きな違いを見ることができると考えられ、そこから強磁性の起源を探れることを期待している。しかしながら、弾道電子顕微鏡の分解能については必ずしも十分な評価実験が世界的に行われているとは言いがたく、本年度は特に分解能の評価について取り組んだ。まず、GaAsとAlAsの界面を作り、その上にAu電極を載せてショットキー界面構造を構築し、AlAsとGaAsの伝導帯底の高さの違い、すなわちAu電極に対する障壁高さが急峻に変化する様子から定量的に分解能を評価することができた。また、評価のために、電子輸送を考慮したシミュレーションを構築した。一方のスピン偏極STMでは、試料の磁化方向を磁場で反転させることに伴う電子状態の変化から、強磁性に関わる電子状態の情報を得ることを期待している。本年度は実際にCrの探針を用いて、LHe温度、すなわち試料が強磁性にある状態で、180°磁化反転前後での状態密度のエネルギー特性(dI/dV-V特性)を得た。その結果、価電子帯Top付近のエネルギーにおいて、スピン偏極率がエネルギーに対して変動することを示す初期的なデータを得ることができた。今後データを増やし、スピン偏極率とエネルギー、そしてMn置換サイトとの距離特性などから強磁性のメカニズムについて微視的視点からの知見を得られると期待している。
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