課題番号 ：S-15-MS-1013
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：多層膜希薄磁性半導体の磁化測定
Program Title (English) ：SQUID measurement of multilayered Dilute Magnetic Semiconductors
利用者名（日本語） ：安本正人1), 坂本勲2)
Username (English) ：Masato Yasumoto1), Isao Sakamoto2)
所属名（日本語） ：1) 国立研究開発法人 産業技術総合研究所 分析計測標準研究部門
2) 法政大学 イオンビーム工学研究所
Affiliation (English) ：1) NMIJ, AIST
2) Research Center of Ion Beam Technology, Hosei University.

１．概要（Summary ）
　希薄磁性半導体(Dilute Magnetic Semiconductor, DMS)は半導体中に微量の遷移金属を分散させた構造を持ち、室温以上の温度において強磁性特性を示すなど特異な現象を示すことから、スピントロニクス技術の一環として多くの研究開発がおこなわれている。われわれのグループは、ZnO層とZnO中にFe系遷移金属(Fe, FeCo, FeNi)を分散させた層を交互に積層した多層膜DMSを作製して、その微細構造と磁性の関係を調べ、各種モデルとの整合性について検証を行ってきた。
本研究課題においては、分子科学研究所・機器センターにある「SQUID型磁化測定装置」を用いて、2K～300Kまでの異なる温度条件下で、±7Tの磁場環境下での磁化測定を行った。

２．実験（Experimental）
　マグネトロンスパッタ装置を用いて、Si基板上にZnFeNiO/ZnO多層膜DMSを作製した。磁化測定においては、多層膜試料を測定用ストローに入る大きさ（~5mm角）に切り出し、OHPフィルムに接着した後、ストロー内のほぼ中央部に固定して測定を行った。測定試料での遷移金属の濃度は希薄（1.2～6.5at%）であるので、十分なSQUID信号強度（～10-5 emu以上）を得るために、ストロー内に入る大きさで測定試料を数枚重ねるなどの工夫を行って測定した。
これらの試料を、SQUID型磁化測定装置(Quantum Design社製、MP MS-XL7及びMP MS-7)を用いて、零磁場冷却（ZFC）及び磁場冷却（FC）下での磁化測定を行った。ここでは、薄膜面に対して平行になるように磁場をかける方向で測定を行った。
３．結果と考察（Results and Discussion）
Fig.1には、0.1Tの磁場強度の下で、遷移金属（FeNi）の濃度が6.5at%の試料について、2～70KのZFC-FC測定結果を示す。今後、各種条件下で作製されたサンプルから得られたデータを比較検討し、議論結果を論文としてまとめる予定である。

Fig.1　M-T curve of ZnFeNiO/ZnO multilayered DMS.

４．その他・特記事項（Others）
なし

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし

６．関連特許（Patent）
なし