カゴメドツト格子を用いた人工磁性材料の作製

笼状晶格制备人造磁性材料

• 批准号: 04F04087
• 负责人: 福井 孝志
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04087/
• 关键词: カゴメ格子; 有機金属気相選択成長; III-V族化合物半導体; ガリウム砒素; インジウム砒素; 半導体ナノワイヤ

有機金属気相選択成長により実現したカゴメ格子に関し、極低温磁気マイクロフォトルミネセンス(μ-PL)測定を行い、フラットバンドの実験的確認を目指した。まずGaAs/AlGaAs単一量子井戸を内包した構造を作製するため、高い成長温度で良好な構造が期待されるGaAs(111)B基板を用い、強磁性発現が予測された周期0.7μmのカゴメ格子を作製した。ウェハ面と垂直に2.7Tまで磁場を印加し60mKでμ-PL測定した結果、プレーナ基板上の通常の量子井戸では反磁性係数が77μeV/T^2、カゴメ格子では10μeV/T^2と判明し、カゴメ格子では横方向量子閉じ込め効果によりキャリアのサイクロトロン運動が抑制されることを確認した。さらにカゴメ格子では、±200mTの弱磁場中で約10mT周期のPL発光強度振動が確認された。この現象は通常の量子井戸では観測されず、カゴメ格子中の電子の量子干渉効果によると考えられる。カゴメ格子の単位セルにコヒーレントに広がった電子の波動関数に起因する可能性が高いが、フラットバンドの直接的な実証には更なる実験が必要である。またこれまで得られた知見を元に実験を行ってきた半導体ナノワイヤに関し、ナノデバイスへの応用上キーとなる材料・構造に関する結果を得た。極微細な半導体ナノワイヤでは表面からのキャリアの空乏等が問題となるが、これを解決しかつ高電子移動度が期待できるInP/InAsヘテロ構造コアシェルナノワイヤ(InAsコア直径70nm・長さ2.0μm)の作製に成功した。ワイヤからのPL発光を確認し、ワイヤ両端に電極形成することにより電気伝導特性評価を行った。以上の成果を発表した4th Int.Symp.on Surf.Sci.and Nanotechnol.(ISSS-4),November 2005,JapanにおいてThe Best Poster Prizeを受賞した。

通过选择性生长金属有机金属蒸气相实现的kagome晶格进行了超晶磁麦粒发光（μ-PL）测量，其目的是对平面带进行实验确认。首先，为了构建包含GAAS/ALGAA的单个量子孔的结构，使用GAAS（111）B底物制备了一个循环为0.7μm的Kagome晶格，其中预测了铁磁性表达，该晶格预计在高生长温度下具有良好的结构。将磁场应用于垂直于晶圆表面的2.7T，并在60mk处测量μ-PL。在平面底物上的正常量子孔中发现dimagnetic系数为77μEV/t^2，而在kagome晶格中为10μEV/T^2，并且由于Kagome晶格中横向量子限制的效果，载体的转基因运动被抑制。此外，在Kagome晶格中，在±200 mt的弱磁场中证实了大约10 mt时期的PL发射强度振动。在普通量子井中未观察到这种现象，并且被认为是由于电子在kagome晶格中的量子干扰效应所致。尽管这可能是由于电子的波函数相干扩散到kagome晶格的晶胞中，因此直接证明平坦带的传播需要进一步的实验。此外，关于基于到目前为止所获得的知识进行了实验进行的半导体纳米线，有关材料和结构的结果，获得了在纳米版本中应用的关键的材料和结构。在极为细的半导体纳米线中，表面的载体耗竭成为一个问题，依此类推，我们已经成功准备了INP/INAS异质结构核心壳纳米线（INAS核心直径70 nm，长度2.0μm），预计可以具有高电子移动性。确认了电线的PL发射，并通过在电线两端形成电极来评估电导率。他在Surf.sci.symp.s and Nanotechnol上获得了最佳海报奖。 （ISSS-4），2005年11月，日本用于提出上述结果。

项目成果

Controlled growth of highly uniform, axial/radial direction-defined, individually addressable InP nanowires arrays

高度均匀、轴向/径向方向限定、可单独寻址的 InP 纳米线阵列的受控生长

• 发表时间: 2005
• 期刊: Nanotechnology (IOP) Vol.16,No.12
• 作者: P.Mohan;J.Motohisa;T.Fukui
• 通讯作者: T.Fukui

Fabrication of InP-based nanowires by selective area MOVPE

选择性区域 MOVPE 制备 InP 基纳米线

• 发表时间: 2004
• 期刊: Corrected Abstract of 2004 Conference on Optoelectronic and Microelectronic Materials and Devices
• 作者: P.Mohan;J.Motohisa;T.Fukui;Premila Mohan et al.;Premila Mohan et al.
• 通讯作者: Premila Mohan et al.

Magneto-optics of GaAs quantum wire lattices grown by selective-area MOVPE

选择性区域 MOVPE 生长的 GaAs 量子线晶格的磁光

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Physics : Conference Series (IOP) (to be published)
• 作者: H.Tamura;S.Nomura;M.Yamaguchi;T.Akazaki;H.Takayanagi;P.Mohan;J.Motohisa;T.Fukui
• 通讯作者: T.Fukui