Presentation スピン偏極陽電子ビームによるイオン照射窒化ガリウム薄膜の空孔局在電子スピンの検出

前川, 雅樹  ,  境, 誠司  ,  和田, 健  ,  宮下, 敦巳  ,  河裾, 厚男

2017-09-21
Description
我々は、スピン偏極陽電子消滅法を用いて、金属酸化物や窒化物に導入された原子空孔に誘起される磁性の検出を試みている。理論的には、カチオン空孔に現れるダングリングボンドに存在する価電子が、交換相互作用によりスピン偏極することが強磁性をもたらすという「カチオン空孔由来説」が考えられている。空孔誘起磁性は、基板の伝導型に影響される(p型で発現、n型で減弱)ことが理論的に予測されている。そこで今回、ZnOよりも伝導型制御が容易なGaNを用い、空孔誘起磁性と伝導型の関係を、スピン偏極陽電子の磁気ドップラー(MDB)スペクトルを測定することで調べた。未照射ではMDB強度はほぼゼロであり、磁気モーメントを伴った空孔が存在しないことが分かった。一方、p型GaNの場合はMDBスペクトルに強度が現れ、陽電子が捕獲された空孔に、偏極電子スピンが局在していることが分かった。一方、アンドープGaN(弱いn型)では信号強度は低下し、これは余剰電子が欠陥準位に捕獲され、電子スピン偏極を打ち消したことを示唆している。d0強磁性の発現のためには、理論で示唆されているように、基板の伝導型制御が重要であることが裏付けられた。
日本物理学会2017秋季大会

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