希薄磁性半導体の磁性と電子状態のモンテカルロ法による研究

稀磁半导体磁性和电子态的蒙特卡罗研究

• 批准号: 15034213
• 负责人: 酒井 治
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15034213/
• 关键词: 磁性半導体; モンテカルロ法; スピングラス; アンダーソン局在; RKKY模型; 2重交換相互作用; 磁気ポーラロン; 磁性合金

本課題の目的はモンテカルロ法を援用して希薄磁性半導体の電子状態と磁性の発現の特徴を解明することである。希薄磁性半導体は、温度や外部磁場によるスピン状態の制御に応じて電子状態が大きな摂動をうけ、様々に性質を変え、応用上から注目されている。一方では、いくつかの物理的に重要な基本問題内包されている。希薄な磁性イオンの空間分布とスピン配位の温度揺らぎから生じる、電子の感じるポテンシャルの空間的な揺らぎが大きく、電子系は強い影響を受ける。電子系のエネルギーは、また、スピン系の有効エネルギーとして、スピン配位の出現確率にフィードバックする。アンダーソン局在とその状態の電子系のエネルギーを有効相互作用とするスピングラスの問題が関連して発現することになる。自縄自縛のマグネテックポーラロン状態の出現などが予想されている。本研究では電子にたいするポテンシャルの揺らぎを出来るだけ忠実に取りいれた計算を行い、空間的な揺らぎ効果が、磁性の発現にどのような影響を持つか調べた。当初はモンテカルロ法の適用を計画していたが、スピングラス問題に関連した準安定状態の出現が計算を困難にしていることが明らかになった。このため取り扱う系のサイズは小さなものに限定されるが、計算上の信頼性は保障されるように、すべてのスピン配位を数えて、熱統計平均をとる方法を適用した。いくつかの磁性半導体で、磁気転移温度が高くなる理由として不純物バント形成による2重交換相互作用の機構が提唱されている。これらはCPAと分子場理論に基礎を置いている。しかし、揺らぎ効果を取り入れた今回の研究では、高い強磁性転移温度が得られるのは、不純物帯の形成される領域ではないことが明らかになった。強磁性は、バント端に共鳴的な高状態密度領域があり、RKKY的な描像と二重交換相互作用描像の遷移領域に現われる。その他の課題として、動的平均場法による磁性合金の磁性発現への電子相関効果、量子ドットにおけるスピンクロスオーバー領域のトンネル異常の理論の発展を行なった。

The purpose of this project is to apply the Monte Carlo method to understand the electronic state and magnetic properties of thin magnetic semiconductors. Thin magnetic semiconductors are expected to change in temperature, external magnetic field, electronic state, and properties. One side of the important physical problems included. The spatial distribution of magnetic properties and the influence of electron system intensity on the temperature of coordination and electron sensitivity are discussed. The electron system has the ability to generate electrons, electrons, and electrons, and the probability of occurrence of electron coordination is high. The interaction between the electron system and the state of the electron system in the state of the electron system The occurrence of a self-binding event is expected to occur in the event of an event. In this study, the influence of electron, space and magnetism on the evolution of magnetic particles was investigated. In the beginning, it was difficult to calculate the application of the quasi-stationary state in the planning process and to solve the quasi-stationary state problem. The method of calculating the reliability of the system is applicable to the coordination number of the system and the thermal statistics. The reason why the temperature of magnetic semiconductor and magnetic transition is so high is that the mechanism of two-fold exchange interaction between impurities is improved. CPA molecular field theory In this paper, we study the effect of high and medium ferromagnetic transition temperature on the formation of impurity bands. Ferromagnetic resonance in the high density of states domain, RKKY imaging and double exchange interaction imaging in the migration domain Other topics include the development of electron correlation effect and quantum theory of magnetic field anomalies in magnetic alloys using dynamic mean field method.

项目成果

R.Shiina, H.Shiba, P.Thalmeier, A.Takahashi, O.Sakai: "Theoy of Multipolar Excitations and Neutron Scattering Spectra in CeB_6"J.Phys.Condens Matter. 15. S2263-S2266 (2004)

R.Shiina、H.Shiba、P.Thalmeier、A.Takahashi、O.Sakai：“CeB_6 中的多极激发理论和中子散射谱”J.Phys.Condens Matter。

R.Shiina: "Ordering and Fluctuation of Quantum Multipoles in CeB_6"Acta Physica Polonica. B34. 1089-1092 (2003)

R.Shiina：“CeB_6 中量子多极子的排序和涨落”Acta Physica Polonica。

O.Sakai, W.Izumida: "Study on the Kondo Effect in the Tunneling Phenomena through a Quantum Dot"Physica. B328. 125-130 (2003)

O.Sakai、W.Izumida：“通过量子点隧道现象中的近藤效应研究”物理学。

F.Ishiyama, O.Sakai: "Theory on the Stability of the Ferromagnetic Doouble Layer Structure and on the Peak Structure of the Magneto-Optical Spectra of CeSb"J.Phys.Soc.Jpn. 72・5. 1216-1255 (2003)

F.Ishiyama、O.Sakai：“关于铁磁双层结构的稳定性和 CeSb 磁光光谱的峰值结构的理论”J.Phys.Soc.Jpn 72・5（2003 年） ）

P.Thalmeier, R.Shiina, H.Shiba, A.Takahashi, O.Sakai: "Temperature and Field Dependence of Multipolar Excitations CeB_6"J.Phys.Soc.Jpn. 72・12. 3219-3225 (2003)

P.Thalmeier、R.Shiina、H.Shiba、A.Takahashi、O.Sakai：“多极激励的温度和场依赖性 CeB_6”J.Phys.Soc.Jpn 72・12（2003）。