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本研究では,弾道電子放出顕微鏡及び分光法(BEEM/BEES法)を用いて半導体/磁性体表面ナノ構造におけるスピン依存のトンネル現象を微視的に解明することを目的とした.具体的な成果は次の通り.
1.半導体層の形成からBEEM電極の形成,低温でのBEEM/BEES観測までを真空一貫で実現できる装置を開発した.
2.半導体/磁性体表面ナノ構造の形成に関して
(1)各種のGaAs(001)再構成表面上へのFe蒸着について調べた結果,4x6再構成表面上に於いて信頼性の高いショットキー障壁が得られることを見いだした。
(2)閃亜鉛鉱型構造を有するMnAsとCrAsの形成と輸送特性の解明を目指して,GaAs(001)c(4x4)表面上での初期成長過程を検討し,特にMnAsに関しては,LEEDIV解析から表面構造モデルを提案した.
(3)Fe_xSi_<1-x>磁性体表面ナノ構造の形成を目指して,Agにより終端して不活性化したSi(111)√<3>×√<3>-Ag表面を用いることにより,SiとFeとの反応性を制御することにより,サイズが10-20nmのFe_3Si磁性体ナノドットを形成できることを見いだし,さらに微傾斜基盤を用いることによりステップエッジに磁性体ドット列を形成することに成功した.
3. GaAs(001)表面上に作成したFe磁性体層の厚さの異なるGaAs/Feショットキー障壁のBEES測定を行い,Fe層中でのエネルギーに依存する非弾性減衰長を観測し,その値が,1.52-2.74nmと従来の報告より長いことを見いだした.
4. GaAs(001)c(4x4)表面が,単一の構造ではなく少なくとも2種類以上の異なる構造から構成されており,300℃近傍でも相転移することを見いだした.さらに,GaAsの低温成長やMnAs等の初期成長の挙動が,その影響を考慮することにより良く理解できることを明らかにした.

【研究分担者】
長島礼人	東京工業大学	大学院・理工学研究科	助手	(Kakenデータベース)