Si中でのf電子系金属の分散状態の制御とその磁性・輸送現象に及ぼす影響

Si中f电子金属弥散状态的控制及其对磁性和输运现象的影响

• 批准号: 11125212
• 负责人: 藤村 紀文
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11125212/
• 关键词: 希薄磁性半導体; Si; Ce; 強磁性; スピングラス; 重い電子系; エピタキシャル膜; 巨大磁気抵抗

Si中に希薄にCe金属を固溶させたバルクサンプルを真空アーク溶解法によって、薄膜サンプルを真空蒸着法によって作成した.バルクサンプルにおいてはCeSiという反強磁性物質の微量の析出が生じていたものの、約6k近傍にキュリー点を持つ強磁性相転移が観察された.キャリア濃度は10^<18>オーダーと比較的多くのCe^<3+>が固溶しているためキャリア相関が予想されるものの、Ce濃度を0.01at%から0.15at%の範囲で変化させても残留磁化は増加するもののAC帯磁率でみられるような顕著な相転移温度は大きくは変化しない。しかしながら試料によっては50K近傍までM-H曲線でのヒステリシスが確認されている。試料によっては熱処理を加えないと強磁性相転移しないものや高温まで超常時性的なM-H曲線が確認されるものもある。これらの結果は試料が多結晶であり、Ce濃度が粒界近傍から粒内に向かって10at%程度の範囲で大きく変化していることに帰結できる。特に三重点近傍では析出物が存在するために50%近いCe濃度の部分が確認された。この様にバルク試料は強磁性、常磁性、反強磁性が混在しておりさらにそれらの相互作用でスピングラス的なものまでみられる。この様な試料では詳細な相転移機構の解明が困難なために薄膜試料を作成した。真空蒸着法によって作成された試料では、エピタキシャル膜は得られず、強磁性相転移も観察されなかったものの超常磁性やスピングラスなどバルクと類似の結果が得られ、大きな正の磁気抵抗も確認された。さらにキャリアをドーピングすることによって強磁性相転移することもわかった。MBEを用いたエピタキシャル膜の作成にも成功し、Ce濃度依存症やキャリア濃度依存性の検討に着手した。

Si thin film Ce metal solid solution method, vacuum evaporation method A trace amount of antiferromagnetic material was precipitated from CeSi and CeSi. The phase shift of ferromagnetism was observed near the 6k point. The Ce concentration is 10 <18>at %. The Ce concentration is 0.01 at %. The Ce concentration is 0.15 at %. The Ce concentration is 10 at %. The Ce concentration is 0.01 at %. The sample temperature is near 50K and the M-H curve is confirmed. The ferromagnetic phase shift of the sample due to heat treatment and high temperature is confirmed by M-H curve. As a result, the sample is polycrystalline, and the Ce concentration is close to the grain boundary, inward, and upward to the extent of 10at%. In particular, the presence of three nearby precipitates was confirmed at concentrations close to 50% Ce. These samples are ferromagnetic, paramagnetic and antiferromagnetic. This sample is made of thin film with detailed phase-shift mechanism and difficult to solve. The vacuum evaporation method was used to prepare the sample, and the ferromagnetic phase shift was observed. The magnetic resistance of the sample was confirmed. The magnetic field of the magnetic field is shifted. MBE is used to investigate the concentration dependence of Ce in the production of Ce films.

项目成果

N. Fujimura: "Anomalous Magnetic-Transport Phenomena of Si : Ce Thin Films"Proc. Of the 5 ^<th> Symposium on Spin Controlled Semiconductor Nanostructurs. 125-127 (1999)

N. Fujimura：“Si : Ce 薄膜的反常磁传输现象”Proc。