【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NM0079
利用課題名 / Title
Cr添加NiAs型MnTeの強磁性発現の起源探索
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
膜加工・エッチング/Film processing and Etching,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,原子薄膜,スピン制御,スピントロニクス,表面・界面・粒界制御
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
矢加部 哲徳
所属名 / Affiliation
筑波大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
竹口雅樹
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
半導体スピントロニクスへの応用が期待される磁性体材料の磁化特性と試料内における磁性元素の存在状態との相関を明らかにするためには、原子識別顕微鏡を用いた結晶構造評価および磁性元素分布の観察がきわめて有用である。透過電子顕微鏡 (TEM) 観察のために必要な試料薄片化および観察ホルダへの試料設置を、物質・材料研究機構が所有するTEM試料作製装置群を用いて行うことが、本課題の主たる内容である。
実験 / Experimental
試料は分子線エピタキシー法によりエピタキシャル成長させたCr添加MnTe薄膜 (MnCrTe薄膜) である。基板としてGaAs(111)Aを用いて下地層としてMnTeを積層させた後に目的であるMnCrTeを積層させた。これをイオンスライサー等を用いて薄片化させた後にTEM観察を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
図1に本研究課題で観察したCr添加MnTe薄膜の透過電子顕微鏡 (TEM) 像を示す。本研究室で事前に行ったXRD測定では主にNiAs型MnTeと同様の構造をもつ領域が形成されていることが示唆された。TEM像から、MBEで成長した層の厚さ(MnTe下地層＋MnCrTe層)が約150nmであることがわかった。またMBE成長したMnTe、MnCeTe層の格子像から、XRDから示唆された通り、両層とも主にNiAs型構造からなることが明らかとなった。さらにGaAs基板とMnTe層が急峻な界面を形成していることも観察された。一方、STEM-EDSを用いた組成解析結果では、MBE成長した薄膜中での組成分布に偏りが存在することが明らかとなった。注目すべきは母相のMnTeの組成自体に偏りが生じており、図2中、下地層MnTe領域中の2点で局所的な組成を調べた結果、点"006"のMn:Te比が約15:85だったのに対し点"007"では41：59であった。この情報は今回本顕微鏡を用いて観察したことによって初めて明らかとなった事実であり、今後はこの結果をもと母相MnTeおよび物性解明の目的物質であるMnCrTeのより均質なMBE成長条件のについて詳細に調べていく必要があると考えている。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1
図2
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 矢加部哲徳, 金澤研, 黒田眞司 「MBEにより成長したCr添加NiAs型MnTe薄膜への成長温度とアニール処理の影響」第83回応用物理学会秋季学術講演会 (ポスター発表) 令和4年 9月
- 安齊廷玄, 金澤研, 黒田眞司 「MBE法により作製した磁性半導体二層構造MnTe/ FeTe界面での交換バイアスの発現」第70回応用物理学会春季学術講演会 (ポスター発表) 令和5年 3月
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件