【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NM0092
利用課題名 / Title
半導体スピントロニクスへの応用に向けた磁性体の構造・組成分析と磁化特性の相関
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）-
【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
磁性半導体,遷移金属化合物,スピントロニクス
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)
金澤 研
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
倉嶋 敬次
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-401：300kV収差補正電子顕微鏡
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半導体および磁性金属を対象とし、そ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、本研究では透過電子顕微鏡を用いて磁性体試料の結晶構造および磁性元素の組成分布の観察を行う。
実験 / Experimental
我々の研究室の分子線エピタキシー (MBE) 装置で作製した磁性体試料MnCrTeを300kV収差補正電子顕微鏡により観察し、結晶構造に加え各元素の組成およびその空間分布を明らかにした。
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 (図2) 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。具体的にはCrがMnTe下地層よりさらに基板GaAsとの界面領域まで侵入していることが明らかとなった。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にCr偏析とMBE成長条件との関連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.
- (1) 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 (2) 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
- (2) 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