アルカリ土類六硼化物の少数キャリア高温強磁性

碱土金属六硼化物的少数载流子高温铁磁性

基本信息

批准号：
02J08350
负责人：
谷口耕治
金额：
$ 1.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J08350/
关键词：
硼化物少数キャリア強磁性表面

项目摘要

前年度までの研究から、アルカリ土類ヘキサボライドにおいて観測されている強磁性が磁性不純物によるものである可能性が示唆された。これは多結晶試料を酸(硝酸、塩酸)によりエッチングして行った磁化測定、並びに蛍光X線分析などの定性元素分析の結果からの推測であった。上記の点をより詳細に検討する為、Al-flux法により高純度の原料から育成されたA_<1-x>La_xB_6(A=Ca,Sr)単結晶試料を用いた磁化測定を行った。具体的には、多結晶試料の時と同様に、酸(硝酸)によるエッチング前後における磁化の比較を各々行った。その結果、エッチングにより磁化の常磁性成分が大きく減少し、非常に小さな強磁性モーメント(Youngらの1/10程度の大きさ)しか出ていないことが明らかになった。これは、試料表面がバルクとは異なった状態(常磁性)にあり、見かけ上大きなモーメントが出ているように見えていたということを示唆している。この結果は過去のESRの報告や光学反射率の報告とも矛盾を生じない。また、エッチングにより試料表面層を除去した、小さな強磁性モーメントしか出ていない試料に関しては、ICP発光分析法による元素分析行い、磁性不純物(Fe)の影響を定量的に評価した。その結果、エッチング後のA_<1-x>La_xB_6(A=Ca,Sr)で観測される強磁性モーメントは、試料に含有されているFe量で十分に説明が可能であることが明らかになった。初年度の結果から、キャリアドーピング量と強磁性モーメントの間に相関関係が無いことが確認されていることと併せて考えると、上記の結果は、強磁性が磁性不純物に起因していることを意味している。まとめると、本研究では、酸エッチングによる見かけの磁化成分の除去と試料の高純度化を進めることによって、アルカリ土類ヘキサボライドの高温強磁性が本質的な強磁性ではないことを明らかにすることが出来たといえる。

直到上一年的研究表明，在碱地球己洛酯中观察到的铁磁性可能是由于磁性杂质引起的。这是从磁化测量结果中推断出来的，其中将多晶样品用酸（硝酸，盐酸）和定性元素分析（例如X射线荧光分析）蚀刻。为了更详细地检查上述点，使用单晶A_ <1-x> la_xb_6（a = ca，sr）通过Al-flux方法从高纯度原材料生长的样品进行了磁化测量。具体而言，与多晶样品一样，分别在用酸（硝酸）蚀刻之前和之后比较了磁化。结果，揭示了磁化的顺磁成分大大减少了蚀刻，并且仅产生了非常小的铁磁矩（约为杨氏等人的1/10）。这表明样品表面的状态与大容量（顺磁性）不同，并且显然有很大的时刻。该结果与过去关于ESR或光学反射率的报道并不矛盾。此外，对于仅通过蚀刻去除的小铁磁矩的样品，对样品表面层进行了定量评估，以评估磁杂质的效果（Fe）。结果，可以揭示出在蚀刻后A_ <1-x> la_xb_6（a = ca，sr）中观察到的铁磁矩可以通过样品中包含的Fe量充分解释。考虑到第一年的结果证实了载体掺杂量与铁磁矩之间没有相关性，因此上述结果表明铁磁性是由于磁性杂质引起的。综上所述，这项研究能够澄清，碱性地球己糖的高温铁磁学本质上不是通过消除明显的磁化成分来通过酸蚀刻和增加样品的纯度来消除明显的磁化成分。