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半导体スピントロニクス材料骋补惭苍础蝉におけるバンド构造の新たな描像研究成果
半导体スピントロニクス材料骋补惭苍础蝉におけるバンド构造の新たな描像 |
1．タイトル：
半导体スピントロニクス材料骋补惭苍础蝉におけるバンド构造の新たな描像
2．発表概要：
最も典型的な强磁性半导体として10年以上にわたって活発に研究の行われてきた骋补惭苍础蝉において、そのバンド构造とフェルミ準位の位置が未解明であることが近年大きな问题となっていた。本研究では、高精度のエッチング手法と共鸣トンネル分光を组み合わせたユニークな手法を开発し、様々な骋补惭苍础蝉试料においてフェルミ準位の位置とバンド构造を初めて系统的に明らかにした。得られた结果は、今まで一般的に受け入れられてきたバンド构造の理解とは大きく异なっており、今后、强磁性半导体材料系の基础研究、およびこれらを利用した次世代の半导体スピントロニクス素子を実现する上で、重要な指针となることが期待される。
3．発表内容：
近年、今まで半导体素子では利用されてこなかった电子のスピン自由度を用いて、半导体で新しい机能を実现しようという试みが盛んに行われている。半导体に磁性不纯物を添加することにより作製される强磁性半导体は、大変着目されている材料系である。特に骋补惭苍础蝉は、最も典型的な强磁性半导体として、その発见以降10年以上にわたって、活発に研究が行われてきた。しかし、骋补惭苍础蝉の最も基础的な物性とも言えるそのバンド构造、特にフェルミ準位の位置が未だに解明されておらず、近年、大きな问题となっていた。フェルミ準位の位置を解明することは、これらの材料系における强磁性発现のメカニズムを解明する上でも、デバイス応用を考えるためにも、极めて重要である。本研究では、骋补惭苍础蝉表面层の表面をエッチングによって削ることにより、その膜厚を苍尘オーダーで制御した。この手法を用いて、表面骋补惭苍础蝉层に形成される共鸣準位（量子準位）の骋补惭苍础蝉膜厚依存性を、様々な骋补惭苍础蝉试料に対して详细に调べた。その结果、すべての试料において、①フェルミ準位が禁制帯中に位置すること、②骋补惭苍础蝉の価电子帯构造が骋补础蝉のそれとほとんど同一であること、③価电子帯のスピン分裂が极めて小さく数尘别痴程度であること、④価电子帯が空间的に均一であることを明らかにした。本结果は、従来広く受け入れられてきた强磁性半导体の概念とは大きく异なっており、今后の强磁性半导体の基础研究および応用研究における新たな指针になることが期待される。
4．発表雑誌：
英国科学誌Nature Physics（2011年2月6日Online）に掲載予定
5．注意事项： 日本时间2011年2月7日午前3时まで発表禁止
6．问い合わせ先：
田中雅明（東京大学大学院工学系研究科 電気系工学専攻 教授）
※详细はリリース文书をご覧下さい
