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閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法、及び多層膜構造

国内特許コード P04A004286
整理番号 U2002P053
掲載日 2004年8月13日
出願番号 特願2002-181035
公開番号 特開2003-089600
登録番号 特許第3849015号
出願日 平成14年6月21日(2002.6.21)
公開日 平成15年3月28日(2003.3.28)
登録日 平成18年9月8日(2006.9.8)
優先権データ
  • 特願2001-189191 (2001.6.22) JP
発明者
  • 大野 英男
  • 松倉 文▲礼▼
出願人
  • 国立大学法人東北大学
発明の名称 閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法、及び多層膜構造
発明の概要 室温で強磁性を示すCrSbを提供するとともに、その製造方法を提供する。GaAs基板上に、MBE法によりGaAs下地層を形成する。次いで、このGaAs下地層上に、CrSbをMBE法によりエピタキシャル成長させて、閃亜鉛鉱型のCrSbを作製する。
従来技術、競合技術の概要
分子線エピタキシー(MBE法)などの結晶成長技術の発展により、半導体中への異種金属元素を高濃度でドーピングすることが可能となった。特に磁性原子を半導体に導入することにより、磁気的機能を有する半導体の開発が盛んに研究されつつある。
また、半導体上に強磁性体薄膜をエピタキシャル成長させることができれば、従来の半導体エレクトロニクス技術と強磁性体の有する性質とを組み合わせて、従来にない優れた性能を有する複合デバイスが期待できる。
【0003】
CrSbは、上述した新規なデバイスの強磁性体部分を構成する材料として期待されている。しかしながら、通常のエピタキシャル成長技術を用いた場合、NiAs型の結晶構造を有するCrSbしか得ることができなかった。このようなNiAs型結晶構造のCrSbは、室温において反強磁性の性質を呈する。また、
CrSb/Sb超格子などを作製して、CrSb中に強磁性的な性質を発現させる試みもなされているが、室温において強磁性的な性質を発現させるには至っていない。
産業上の利用分野
本発明は、閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法、並びに前記閃亜鉛鉱型CrSbを強磁性層として含む多層膜構造に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 所定の基材上に、III-V族化合物半導体下地層を形成した後 、このIII-V族化合物半導体下地層上に、MBE法によりCrSbをエピタキシャル成長させて、閃亜鉛鉱型の結晶構造を有するCrSbを作製することを特徴とする、閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法。
【請求項2】 前記III-V族化合物半導体下地層の厚さが、2~1000nmであることを特徴とする、請求項に記載の閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法。
【請求項3】 前記III-V族化合物半導体下地層は、AlXGa1-XAs(0≦X≦1)からなることを特徴とする、請求項1又は2に記載の閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法。
【請求項4】 前記III-V族化合物半導体下地層は、AlXGa1-XSb(0≦X≦1)からなることを特徴とする、請求項1又は2に記載の閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法。
【請求項5】 前記CrSbのエピタキシャル成長温度が、250℃~400℃であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一に記載の閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法。
【請求項6】 前記CrSbのエピタキシャル成長速度が、3~50nm/分であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一に記載の閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法。
【請求項7】 前記閃亜鉛鉱型の結晶構造を有するCrSbの強磁性遷移温度が400K以上であることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一に記載の閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法。
【請求項8】 前記基材と前記III-V族化合物半導体下地層との間に、III-V族化合物半導体バッファ層を設けることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一に記載の閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法。
【請求項9】 前記III-V族化合物半導体バッファ層は、2以上のIII-V族化合物半導体層から構成されていることを特徴とする、請求項に記載の閃亜鉛鉱型CrSbの製造方法。
【請求項10】 所定の基材と、この基材上に形成されたIII-V族化合物半導体下地層と、この下地層上に形成された閃亜鉛鉱型のCrSb層とを具えることを特徴とする、多層膜構造。
【請求項11】 記III-V族化合物半導体下地層の厚さが、2~1000nmであることを特徴とする、請求項10に記載の多層膜構造。
【請求項12】 前記III-V族化合物半導体下地層は、AlXGa1-XAs(0≦X≦1)からなることを特徴とする、請求項10または11に記載の多層膜構造。
【請求項13】 前記III-V族化合物半導体下地層は、AlXGa1-XSb(0≦X≦1)からなることを特徴とする、請求項10または11に記載の多層膜構造。
【請求項14】 前記閃亜鉛鉱型のCrSb層をなすCrSbの強磁性遷移温度が400K以上であることを特徴とする、請求項10~13のいずれか一に記載の多層膜構造。
【請求項15】 前記基材と前記III-V族化合物半導体下地層との間に、III-V族化合物半導体バッファ層を有することを特徴とする、請求項10~14のいずれか一に記載の多層膜構造。
【請求項16】 前記III-V族化合物半導体バッファ層は、2以上のIII-V族化合物半導体層から構成されていることを特徴とする、請求項15に記載の多層膜構造。
産業区分
  • 合金
  • 処理操作
  • 磁性材料
  • 電子部品
  • 固体素子
  • 電子応用機器
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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