【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.02】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24BA0030
利用課題名 / Title
磁性半導体、トポロジカル絶縁体の薄膜の計測、デバイス加工
利用した実施機関 / Support Institute
筑波大学 / Tsukuba Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,スパッタリング/ Sputtering,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,ワイヤーボンディング/ Wire Bonding,イオンミリング/ Ion milling,トポロジカル量子物質/ Topological quantum matter,スピン制御/ Spin control,スピントロニクス/ Spintronics
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
黒田 眞司
所属名 / Affiliation
筑波大学数理物質系
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
小林 純也,庄司 啓人
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
谷川 俊太郎
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
BA-002：スパッタリング装置
BA-009：パターン投影リソグラフィシステム
BA-011：微細パターン形成装置群（スピンコーター、マスクアライナー）
BA-018：イオンミリング
BA-024：ワイヤボンダー
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
磁性半導体およびトポロジカル絶縁体の特異な伝導特性を解明するため、これらの物質の薄膜をホールバー形状に加工し、低温・強磁場下の電気伝導測定を行った。
実験 / Experimental
分子線エピタキシー(MBE)により成膜した磁性体MnTe、CrTe、トポロジカル絶縁体Sb2Te3:Mnなどの薄膜をフォトリソグラフィー、ドライエッチングにより長さ150μm、幅20μmのホールバー形状（図1）に加工し、ワイヤーボンディングにより電極を作製した。作製した試料に対し、物理特性測定システム(PPMS)を用いて、低温、強磁場下の電気伝導測定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
MnTeにおいては、低温におけるホール測定で、ホール抵抗の磁場依存性にヒステリシスを観測した。MnTeは本来、反強磁性であり、磁化特性にヒステリシスは現れないはずであるが、今回のホール測定においてヒステリシスが観測されたのは薄膜内の磁化ドメインに移動に起因するものと推測され、現在、詳しいメカニズムを考察中である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 加工したホールバー試料
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- K. Shoji, S. Kuroda, "Variation of Crystal Structures of MnTe Grown by Molecular Beam Epitaxy", The 23rd International Conference on Molecular Beam Epitaxy (ICMBE2024), September 8-13, 2024, Matsue, Japan
- 庄司啓人、黒田眞司、「MBE で成長した交互磁性体α-MnTe 薄膜の異常ホール効果」第28 回半導体におけるスピン工学の基礎と応用 (PASPS-28)、2025/2/26-27 大阪大学豊中キャンパス
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件