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本研究では、大きな磁気光学効果を示す希土類鉄ガ-ネット単結晶膜を半導体基板上にエピタキシャル成長させるための基礎技術の確立を目的として、IIーVI半導体のガ-ネット及びサファイア基板上へのスパッタ法によるエピタキシャル成長を試み、以下の成果を得た。
1.既にGaAs上へのエピタキシャル成長が確認されており、且つ、ガ-ネット上に二倍格子での成長が見込まれるCdTeの結晶化した膜が、スパッタ法では基板加熱無しでも直接ガ-ネット(Ga3Ga5O12:GGG)及びサファイア基板上に得られることを示した。X線回折極点図形より(0001)サファイア基板上には(111)CdTe単結晶膜がエピタキシャル成長し、(111)GGG基板上には(111)面に強く配向した膜が成長することを明かにした。また、基板温度200℃以上では、CdTeが分解し始めるため、膜の成長速度は低下し、300℃以上では基板上に膜が全く堆積しないことを明らかにした。
2.ガ-ネット膜の成長には400℃以上の温度を必要とするため、高い分解温度を有するMnを固溶したCd_<1ーx>Mn_xTe,Zn_<1ーx>Mn_xTe薄膜の成長を試み、スパッタ条件とMn固溶量xの関係を明らかにした。これにより、Mn固溶により高い温度で安定な膜が形成可であることを確認すると共に、ZnMnTe系では、x=0.8と従来の報告値より更にMnを多量に固溶した表面平滑性および結晶性の良好な配向膜が成長できることを明らかにした。

【研究分担者】
阿部正紀	東京工業大学	工学部	教授	(Kakenデータベース)