2002 Fiscal Year Annual Research Report
放射光光電子分光を用いた磁性体・半導体ナノ構造の電子構造解析
Project/Area Number |
02J06962
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
岡林 潤 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(PD)
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Keywords | 光電子分光 / 分子線エピタキシー / 磁性体ナノ構造 / 半導体ナノ構造 |
Research Abstract |
今年度は以下の成果を挙げることができた。 1.分子線エピタキシー結晶成長装置(MBE)と結合したin situ光電子分光測定システムの開発 MBEにて作製したナノ構造の電子構造をその場測定するために、MBEを放射光ビームラインの光電子分光装置に結合させた。具体的には、既存の光電子分光装置に結合させるためにMBEの架台取り替え、超高真空中を搬送することでその場測定を行なった。このような試みは日本では我々のグループのみで、ナノ構造の電子構造解析を可能にした。 2.MnAs磁性ナノ構造の作製と電子構造解析 閃亜鉛鉱型MnAsは安定なNiAs型MnAsと異なり、多機能性を備えた次世代スピンエレクトロニクス材料として注目を集めている。我々は、硫黄終端化したGaAs上にMnAsナノスケールドットをMBEを用いて成長し、密度を変えることでドット間のパーコレーションをAFMで観察した。試料作製後は、上記1の装置を用いてその場観測光電子分光を行なった。密度依存金属絶縁体転移を観測した。MnAsドットの密度が低いうちは、絶縁体でフェルミエッジは観測されず、密度が増え、ドット間がつながりパーコレーションをおこすと、金属に相転移することを見い出した。透過型電子顕微鏡像(TEM)及び、光電子スペクトルから4配位閃亜鉛鉱型MnAsであることを示唆する結果となり、新物質開発を可能にした。結果は投稿論文にまとめている。 3.窒素ドープSiO2(SiON)/Si界面のバンド構造の決定 SiON/Si半導体超構造はトランジスタの電流リークを抑える高誘電率材料として絶縁膜技術に重要な役割を果たしている。特にバンド構造や価電子帯不連続を高分解能光電子分光を用いて調べ、窒素ドープ量によりバンドギャップ値が減少することを系統的に調べた。Si価電子帯スペクトルとの差分からSiONの電子構造を引き出し、半導体超構造のバンド接続を調べる新しい解析手法を提案した。 以上のように、放射光光電子分光を用いて磁性体・半導体超構造の電子構造を解明できた。
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Research Products
(2 results)
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[Publications] J.Okabayashi: "Electronic structure of In1-xMnxAs studied by photoemission spectroscopy : Comparison with Ga1-xMnxAs"Physical Review B. 65. 161203 (2002)
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[Publications] J.Okabayashi: "Band discontinuity in the GaAs/AlAs interface studied by in situ photoemission spectroscopy"Applied Physics Letters. 80. 1764 (2002)