MBE成長遷移金属及び希土類元素添加GaNの諸特性(化合物混晶半導体デバイス・材料(含むSiGe,ワイドギャップ半導体),一般)  [in Japanese] Physical properties of transition metal and rare earth element doped GaN grown by MBE  [in Japanese]

分子線エピタキシー法を用いて成長したCF、Mn、Gd、Dyの遷移金属及び希土類元素添加のGaNに対し、それらの光学、磁気特性などを研究した。遷移金属添加のGaNでは,GaCrNの方がGaMnNよりも良好な特性であり、強磁性転移温度は400K以上である。しかも,GaCrNから強力なフォトルミネセンス(PL)発光も観測され、光る高温強磁性半導体とも言える。希土類元素Gd及びDy添加のGaNにおいては、f電子の内殻遷移による発光が観察されたと同時に、GaGdNを始めとする試料からは室温以上の強磁性成分が観察された。本研究では、初めて、GaCrN/GaN/GaCrN三層構造を作製し、その磁気抵抗効果を確認した。

We have studied magnetic and optical properties of transition-metal (Cr, Mn) and rare-earth (Gd, Dy) doped GaN grown by radio frequency molecular beam epitaxy (RF-MBE). GaCrN showed the ferromagnetic characteristics at 7-400K. We observed the PL emission from GaCrN layers. GaGdN also showed the ferromagnetic characteristics at 7-400K. Sharp PL emission was observed for GaGdN due to the intra-atomic f-f-transitions. GaCrN-based ferromagnet /nonmagnet/ ferromagnet trilayer structures were grown, for the first time, by radio frequency molecular beam epitaxy, in which the magnetoresistive effect was confirmed.