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ナノ構造磁性半導体の巨大磁気光学機能の創出

研究報告コード R000000165
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 岡 泰夫
研究者所属機関
  • 東北大学多元物質科学研究所(旧科学計測研究所)
研究機関
  • 東北大学科学計測研究所
報告名称 ナノ構造磁性半導体の巨大磁気光学機能の創出
報告概要 磁性イオンを含む磁性半導体のナノ構造を設計・作製し,次元性を十分に制御したナノ構造により発現される巨大磁気光学機能の創出を目的とした。磁性半導体のCd(1-x)MnxTe,Cd(1-x)MnxSe,Zn(1-x)MnxSeなどをベースとした量子井戸,量子細線,量子ドットを,分子線エピタキシー(MBE)法と電子ビーム・リソグラフィー法で作製した。これ等のナノ構造に生じる磁性イオンと相互作用する電子や励起子の超高速スピンダイナミクス,磁気光学効果を解明し,この結果よりナノ構造磁性半導体の新しい巨大磁気光学機能について検討した。
研究内容は,
1)磁性半導体二次元量子井戸の作製と磁気光学特性制御,
2)磁気半導体量子細線の作製と磁気光学特性,
3)磁気半導体量子ドットの成長と光学特性,
4)磁気半導体ナノ構造における超高速磁気光学現象の解明,
に分けて実施した。
研究分野
  • 分光法と分光計一般
  • 半導体の結晶成長
  • 電気光学効果,磁気光学効果
  • 半導体のルミネセンス
  • 磁性材料
関連発表論文 (1)R.Pittini,H.Mitsu,M.Takahashi,J.X. Shen and Y.Oka,Time Resolved Magneto-Optical Experiments in Cd1-xMnxTe/ZnTe Multiple Quantum Wells,J.Appl.Phys.85,5938-5340(1999)
(2)M.C. Debnath,I.Souma,E.Shirado,H.Mitsu,T.Sato,J.X.Shen and Y.Oka,Dynamics of Photoexcited Carriers in Molecular Beam Epitaxy Grown Semimagnetic Epilayers in Magnetic Fields,J.Appl.Phys.85,5941-5943(1999)
(3)J.X.Shen,Y.Oka,W.Ossau,F.Fischer,A.Waag and G.Landwehr,Enlarged Paramagnetism by Electron-Electron Exchange Interactions in n-Type Modulation Doped Cd1-xMnxTe/Cd1-x-yMnxMgyTe Single Quantum Wells,J.Appl.Phys.85,5947-5949(1999)
(4)F.Y.Tsai,C.P.Lee,J.X.Shen,Y.Oka, and H.H.Cheng,Time-Resolved Photoluminescence Study of InGaAs/GaAs Quantum Wells on (111)B GaAs Substrates,Microelectronics Journal 30,367-371(1999)
(5)Y.Oka,J.X.Shen,K.Takabayashi,N.Takahashi,H.Mitsu,I.Souma and R.Pittini,Dynamics of Excitonic Magnetic Polarons in Nanostructure Diluted Magnetic Semiconductors,J.Luminescence 83/84,83-89(1999)
(6)J.X.Shen,Y.Oka,H.H.Cheng,F.Y.Tsai,C.P.Lee,Exciton Relaxation in Ga1-xInxAs/GaAs Self-Organized Quantum Dots,Superlattices and Microstructures 25,131-136(1999)
(7)M.C. Debnath,I.Souma,E.Shirado,T.Sato,J.X.Shen,Y.Oka,Excitonic magnetic polaron dynamics of MBE grown CdTe/Cd1-xMnxTe,Cd1-xMnxTe/Cd1-yMgyTe single quantum wells in magnetic fields, Superlattices and Microstructures 25,383-388(1999)
(8)Y.Oka,H.Okamoto,K.Yanata and M.Takahashi,Nanostructure Semimagnetic Semiconductors (Chapter 10),Mesoscopic Materials and Clusters (Kodansha/Springer,Eds.T.Arai et al.1999) pp101-112
(9)J.X. Shen,R.Pittini, and Y.Oka,Asymmetric Luminescence Line Shape and Exciton Energy Relaxation in Zn1-x-yMgxCdySe Epilayers, Appl. Phys. Lett.75,3494-3496(1999)
(10)Y.Ono,S.Shamoto,K.Sato,T.Kamiya,T.Sato,Y.Oka,Y.Yamaguchi,K.Ohoyama,Y.Morii,T.Kajitani,Short-Range Spin Order and Magnetic Excitations in Diluted Magnetic Semiconductor Zn0.568 Mn0.432Te,J.Phy.Chem.Solids 60,1253-1255(1999)
(11)S.Chu,T.Saisho,K.Fujimura,S.Sakakibara,F.Tanoue,K.Ishino,A.Ishida,H.Harima,Y.Oka,K.Takahiro,Y.Chen,T.Yao, and H.Fujiyasu,Growth and Characterization of Hot-Wall Epitaxial InGaN Films Using Mixed(Ga+In)Source,J.J.Appl.Phys.38,4973-4979(1999)
(12)J.X. Shen,R.Pittini, and Y.Oka,Exciton Dynamics in GaAs/Ga1-xAlxAs Heterojunctions and GaAs Epilayers, Phys. Rev.B61,2765-2772(2000)
(13)R.Pittini,J.X.Shen,Y.Oka,W.Ossau,Kai Shum,Spin Polarization Dependent Optical Transition Rates Observed in the Integer Quantum Hall Region,Physica E6,205-209(2000)
(14)R.Pittini,J.X.Shen,and Y.Oka,Transient Behavior of the Excitonic Magnetic Polarons in Cd1-xMnxTe Epilayers,J.Appl.Phys.87,6454-6456(2000)
(15)J.X.Shen,M.C.Debnath,E.Shirado,I.Souma,T.Sato,R.Pittini,and Y.Oka,Spin-Flip Rate of Excitonic Magnetic Polarons in (Cd,Mn)Te/(Cd,Mg)Te Quantum Wells,J.Appl.Phys.87,6457-6459(2000)
(16)N.Takahashi,K.Takabayashi,I.Souma,J.X.Shen,and Y.Oka,Magneto-Luminescence in Quantum Dots and Quantum Wires of Diluted Magnetic Semiconductors,J.Appl.Phys.87,6469-6471(2000)
(17)K.Takabayashi,N.Takahashi,I.Yagi,K.Yui,I.Souma,J.X.Shen and Y.Oka,Exciton Luminescence in Quantum Dots and Quantum Wires of Diluted Magnetic Semiconductors,J.Luminescence 87/89,347-349(2000)
(18)M.C.Debnath,J.X.Shen,E.Shirado,I.Souma,T.Sato,R.Pittini and Y.Oka,Temperature and Magnetic Field Effects of Transient Exciton Luminescence in Cd1-xMnxTe/Cd1-yMgyTe Quantum Wells,J.Luminescence 87/89,475-477(2000)
(19)J.X.Shen,M.C.Debnath,I.Souma,E.Shirado,T.Saito,T.Sato,R.Pittini,Y.Oka,Exciton Energy Relaxation and Exciton Mobility Edge in (CdMg)Te Epilayers Studied by Time-Resolved Photoluminescence,J.Luminescence 87/89,908-910(2000)
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「量子効果等の物理現象」研究代表者 岡 泰夫(東北大学科学計測研究所)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 岡 泰夫. 量子効果等の物理現象 ナノ構造磁性半導体の巨大磁気光学機能の創出. 戦略的基礎研究推進事業 平成11年度 研究年報.科学技術振興事業団, 2000. p.311 - 316.

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