磁性半導体素子

開放特許情報番号
L2011000891
開放特許情報登録日
2011/2/18
最新更新日
2012/3/16

基本情報

出願番号 特願2008-300134
出願日 2008/11/25
出願人 国立大学法人長岡技術科学大学
公開番号 特開2010-129608
公開日 2010/6/10
登録番号 特許第4919195号
特許権者 国立大学法人長岡技術科学大学
発明の名称 磁性半導体素子
技術分野 電気・電子
機能 材料・素材の製造
適用製品 磁性半導体素子
目的 基板と格子整合し、キュリー温度Tcが室温であるII−IV−V↓2族化合物磁性半導体材料で量子井戸層あるいは強磁性電極を構成した磁性半導体素子を提供する。
効果 結晶品質が良好な量子井戸構造やトンネル磁気抵抗素子構造を備えた半導体デバイスを実現することが可能になる。具体的には、Mn添加ZnSnAs↓2をその両側からInGaAsやInAlAsで挟み込む構成にすることで量子井戸構造を備えた半導体デバイスを実現することができ、これを応用して、円偏光発光素子を提供することが可能になる。
技術概要
図1に磁性半導体素子の構成を示す。磁性半導体素子10には、基板11としてInP基板を用い、この基板11を加熱しながら、この上にZnAnAs↓2よりもバンドギャップが大きなInAlAsを障壁層12として結晶成長させ、引き続き量子井戸層13としてMn添加ZnSnAs↓2を結晶成長させ、さらにInAlAsを障壁層14として成長させて(異種の材料でヘテロ接合させ)、磁性量子井戸構造を備えた磁性半導体素子10を作製する。なお、各層12、13、14は分子線エピタキシー(MBE)法によりエピタキシャル成長させる。これにより、図1(b)に示すように、障壁層12、14ではバンドギャップ(価電子帯と伝導帯とのエネルギギャップ)が大きくなり、これにヘテロ接合された量子井戸層14ではバンドギャップが小さくなり、この量子井戸層14に電子やホールを注入・再結合させることで、バンドギャップに相当するエネルギーを光等として放出することが可能となる。図2(a)は他の例の磁性半導体素子の構成(a)を示し、(b)はバンド図を示す。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【改善】
改善効果1 InGaAsやInAlAsをその両側からMn添加ZnSnAs↓2で挟み込む構成にすることで、両側に強磁性電極で挟持された絶縁障壁層が形成されたトンネル抵抗素子(TMR)を実現することができ、例えばスピン偏極素子(スピンフィルタ)を提供することが可能になる。

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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