2002 Fiscal Year Annual Research Report

強磁性シリコンの成長と物性評価

Research Project

Project/Area Number	14655009
Research Institution	Osaka City University
Principal Investigator	中山弘大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30164370)
Keywords	Si : Mn / 強磁性 / スピングラス / アモルファス / リエントラント転移
Research Abstract	本研究では電子ビーム加熱Si源を備えた分子線エピタキシー(MBE)装置を用いて、Si:Mn系試料の作製を行った。基板はSi、Al_2O_3、コルツ(溶融石英)等を用いた。基板温度は主に300℃から700℃の範囲で行われた。X線解析からこれらのSi:Mn試料は一部極微量なMnシリサイドを含んでいるが全体としてアモルファス的である。Mn組成は光電子分光法(XPS)から、数%から50%程度であった。低濃度Si:Mn試料のESR測定から、試料には10^<18>から10^<19>cm^<-3>程度のダングリングボンドが存在し、そのダングリングボンドはMnドープで消失することが判明した。またESRから孤立したMnからのESR信号は観測されず、Mnはクラスター的になっていることが示唆される。 SQUIDを用い一連のSi:Mn試料の磁気測定行った。比較的低濃度(Mn濃度30-45%)の試料ではその磁化-温度(M-T)特性で、常磁性(あるいは反強磁性)にスピングラス相が重畳しているように見える。その試料に対し零磁場冷却(ZFC)-磁場中冷却(FC)測定をしたところ低温でヒステリシスを示した。またこの重畳したスピングラス相の形成はGaの共添加で促進されることが明らかになった。さらに、Mn濃度50%程度の高濃度試料ではM-T特性では、低温から磁化が増加し、飽和した状態が室温以上まで維持されることがわかった。解析の結果、これはスピングラス相から強磁性相へのリエントラントあると考えられる。これらの結果から、Si:Mn系のx-T(濃度、温度)相図の概略が得られた.

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] E.Kulatov et al.: "Electronic sturcture, magnetic ordering, and optical properties of GaN and GaAs doped with Mn"Phys. Rev. B. 66. 045203-1-045253-9 (2002)
[Publications] H.Nakayama et al.: "MBE growth and properties of room-temperature (Ga,Mn)N-Mn4N granular magnetic semiconductors"J. Magnetism and Magnetic Materials. (In press). (2002)
[Publications] Yu.Uspenskii et al.: "Ab initio study of the magnetism in GaAs, GaN, ZnO, and ZnTe based diluted magnetic semiconductors"J. Magnetism and Magnetic Materials. (In press). (2002)
[Publications] K.Kulatov et al.: "Ab initio study of magnetism in III-V and II-VI based diluted magnetic semiconductors"Proceedings of PASPS 2002, The International Conference on the Physics and Application of Spin-Related Phenomena in Semiconductors, Wuerzburg, Germany, 2002. (In press). (2000)
[Publications] H.Nakayama et al.: "Catalytic CVD growth of Si-C and Si-C-O alloy films by using alkylsilande and related compounds"Thin Solid Films. (In press). (2003)
[Publications] K.Takatsuji et al.: "Characterization of Cat-CVD grown Si-C and Si-C-O dielectric films for ULSI applications"Thin Solid Films. (In press). (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

強磁性シリコンの成長と物性評価

Principal Investigator

中山 弘 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30164370)

Research Products

[Publications] E.Kulatov et al.: "Electronic sturcture, magnetic ordering, and optical properties of GaN and GaAs doped with Mn"Phys. Rev. B. 66. 045203-1-045253-9 (2002)

[Publications] H.Nakayama et al.: "MBE growth and properties of room-temperature (Ga,Mn)N-Mn4N granular magnetic semiconductors"J. Magnetism and Magnetic Materials. (In press). (2002)

[Publications] Yu.Uspenskii et al.: "Ab initio study of the magnetism in GaAs, GaN, ZnO, and ZnTe based diluted magnetic semiconductors"J. Magnetism and Magnetic Materials. (In press). (2002)

[Publications] K.Kulatov et al.: "Ab initio study of magnetism in III-V and II-VI based diluted magnetic semiconductors"Proceedings of PASPS 2002, The International Conference on the Physics and Application of Spin-Related Phenomena in Semiconductors, Wuerzburg, Germany, 2002. (In press). (2000)

[Publications] H.Nakayama et al.: "Catalytic CVD growth of Si-C and Si-C-O alloy films by using alkylsilande and related compounds"Thin Solid Films. (In press). (2003)

[Publications] K.Takatsuji et al.: "Characterization of Cat-CVD grown Si-C and Si-C-O dielectric films for ULSI applications"Thin Solid Films. (In press). (2003)

中山弘大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30164370)