1995 Fiscal Year Annual Research Report
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07305011
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Grant-in-Aid for Co-operative Research (A)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大野 英男 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00152215)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宗方 比呂夫 東京工業大学, 像情報工学研究施設, 助教授 (60270922)
嶽山 正二郎 姫路工業大学, 理学部, 助教授 (20163446)
家 泰弘 東京大学, 物性研究所, 教授 (30125984)
吉田 博 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (30133929)
吉野 淳二 東京工業大学, 理学部, 教授 (90158486)
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| Keywords | 半導体超構造 / スピン / III-VI族化合物半導体 / II-V族化合物半導体 / エピタキシャル成長 / 強磁性体 / 量子サイズ効果 / 交換相互作用 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、これまで個別に進められてきた半導体超構造におけるスピンに関する材料超構造作製、測定、理論の研究を総合的有機的に結びつけることによって、(1)スピン物性の顕著に発現する半導体超構造の作製法の確立し、(2)半導体超構造におけるスピン物性を解明して、(3)スピンという新しい自由度を利用した半導体超構造の応用の可能性を明らかにする、ことにある。このために、III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体、磁性不純物添加半導体をとりあげメゾスコピック領域も含めた超構造のスピン物性を明らかにする理論と実験を進めた。
本年度の研究成果としては、次のものが特に重要である。
1.シリコン上への磁性体のエピタキシャル成長
NiAs型の六方晶の結晶構造を有するMnAsなどのMnモノプニクダイド化合物は、室温で強磁性を示す金属間化合物である。本研究では半導体LSIの中心的材料であるSi(001)上に、良質の強磁性MnAsエピタキシャル薄膜を成長することに初めて成功した。
2.GaAsベースの新しい希薄磁性半導体:(Ga,Mn)As
世界に先駆けてGaAsベースの(Ga,Mn)AsをGaAs上に成長することに成功し、(Ga,Mn)Asが60K以下で強磁性体であることを明らかにした。
3.半導体超構造による磁性原子の交換相互作用の制御
磁性原子中の電子スピン間の交換相互作用が、半導体超構造における量子サイズ効果によって制御可能であることを理論的に示した。これまで全く不可能であると考えられてきた半導体中の磁性原子のスピン間の相互作用を人工的に制御できることを初めて示したものである。
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[Publications] H.Ohno: "Mn-Based III-V Diluted Magnetic (Semimagnetic)Semiconductors" Materials Science Forum. 182-184. 443-450 (1995)
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[Publications] K.Akeura,M.Tanaka,et al.: "Epitaxial ferromagnetic MnAs thin films grown by molecular beam epitaxy on si(001)substrates" Appl.Phys.Lett.67. 3349 (1995)
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[Publications] Y.Oka,et al.: "High-Field Magnetization of Snl-xEuxTe:EuTe" Solid State Commun.96. 11-15 (1995)
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[Publications] H.Munekata: "Anomalous Hall effect in III-V-based magnetic semiconductor heterostructures" Mater.Sci,and Eng.B. 31. 151-156 (1995)
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[Publications] S.Takeyama,et al.: "Excitoh magnetophotoluminescence affected by maghetic polarors and alloy fluctuations in Cd_<1-x> Mnx Te" Phys.Rev.B. B52. 1444-1447 (1995)
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[Publications] K.Hirakawa,et al.: "Far infrared emission spectroscopy of hot Two-dimensional plasmons in Al0.3Ga0.7AS/GsAs heterojanctions" Appl.Phys.Lett.67. 2326-2328 (1995)
