光電子分光及び磁気円二色性を用いた希薄磁性半導体の物性研究

利用光电子能谱和磁圆二色性研究稀磁半导体的物理性质

• 批准号: 05J11790
• 负责人: 小林 正起
• 金额: $ 1.6万
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J11790/
• 关键词: 希薄磁性半導体; X線磁気円二色性; 光電子分光; 酸化物; 室温強磁性

強磁性希薄磁性半導体はスピントロニクスの分野おいて注目を集めている。今回、我々は強磁性発現機構の解明を目指し、室温での強磁性が報告されている系であるZn1-xCoxOにおいて、電子構造を光電子分光及びX線磁気円二色性(XMCD)を用いて調べた。、また、母体物質であるZnOを角度分解光電子分光(ARPES)で調べた。Zn1-xCoxOは本質的な強磁性半導体として注目を集める物質である。強磁陸についての知見を得るために、成長条件の異なるZn1-xCoxO薄膜試料においてXMCD実験を行った。全ての試料においてXMCDスペクトル形状はZnサイトを置換したCo2+であることを示した。XMCDスペクトルの磁場及び温度依存性は常磁性的であり、CoイオンがZnサイトを置換したとしても必ずしも強磁性を示すわけではないことを示唆した。この原因としてCoイオンの最近接や最々近接にいるイオンの影響が考えられる。高真空中でのアニールを施したところ、XMCDの帯磁率並びに飽和強度.が減少した。アニール前後で化学ポテンシャルが変化していないことから、磁化の減少は欠損に関連していないと考えられる。これらの結果から、Zn1-xCoxOにおいて隣り合うCo間には反強磁性的な相互作用があり、スピノーダル分解が磁性に影響を与えると結論した。磁性半導体の電子状態を理解する上で、母体物質の電子状態を知ることは重要である。電子構造を議論する上で価電子帯のバンド分散を調べることが必要と考え、ZnOにおいて軟X線を用いたARPES実験を行った。我々は、表面処理を施したZnOにおいて、表面ではなく、バルクのバンド分散の観測に成功した。この実験結果は、半導体の電子構造を実験的に決定できることを示唆しており、半導体の電子構造研究をさらに促進させるものであると確信する。

Ferromagnetic thin magnetic semiconductor In this paper, we propose a new method for solving the problem of ferromagnetic discovery mechanism. Ferromagnetism at room temperature is reported in the system of Zn1-xCoxO, electron structure, photoelectron spectroscopy and X-ray magnetic dichroism (XMCD). The parent substance is ZnO, which is modulated by angle resolution photoelectron spectroscopy (ARPES). Zn1-xCoxO is essentially a ferromagnetic semiconductor. Strong magnetic field, high temperature, high temperature, All samples were prepared in the form of Co2+. The magnetic field and temperature dependence of XMCD particles are magnetic and ferromagnetic. The reason for this is that the most recent connection to the Internet has an impact on the Internet. In high vacuum, XMCD magnetic susceptibility and saturation strength are applied. The decrease was due. Before and after the loss, the chemical change and magnetization decrease are related to the loss. The results show that Zn1-xCoxO has antiferromagnetic interaction with Co, and its decomposition has magnetic effect. It is important to understand the electronic state of magnetic semiconductors and the electronic state of parent substances. The electronic structure is discussed in detail. The surface treatment was applied to the ZnO film, and the surface treatment was successfully applied to the ZnO film. The results of this research are useful for determining the electronic structure of semiconductors.

项目成果

Characterization of magnetic components in the diluted magnetic semiconductor Zn 1-x Co x O by x-ray magnetic circular dichroism

• DOI: 10.1103/physrevb.72.201201
• 发表时间: 2005-05
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: M. Kobayashi;Y. Ishida;J. Hwang;T. Mizokawa;A. Fujimori;K. Mamiya;J. Okamoto;Y. Takeda;T. Okane;Y. Saitoh;Y. Muramatsu;A. Tanaka;H. Saeki;H. Tabata;T. Kawai

Depth profile high-energy spectroscopic study of Mn-doped GaN prepared by thermal diffusion

热扩散制备Mn掺杂GaN的深度剖面高能谱研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Applied Physics 101
• 作者: J.I.Hwang;Y.Osafune;M.Kobayashi;K.Ebata;Y.Ooki;Y.Ishida;A.Fujimori;Y.Takeda;T.Okane;Y.Saitoh;K.Kobayashi;and A.Tanaka
• 通讯作者: and A.Tanaka

酸化物半導体ZnOの軟X線角度分解光電子分光

氧化物半导体ZnO的软X射线角分辨光电子能谱

• 发表时间: 2008
• 作者: H. Yamagami;D. Aoki;Y. Haga and Y. Onuki;H. Yamagami;S-I. Fujimori;山上浩志;山上 浩志;Hiroshi Yamagami;Hiroshi Yamagami;山上浩志;山上 浩志;利光文孝;小林正起
• 通讯作者: 小林正起

Photoemission and X‐ray absorption studies of the electronic structure of GaN‐based diluted magnetic semiconductors

• DOI: 10.1002/pssb.200565329
• 发表时间: 2006-06
• 期刊: physica status solidi (b)
• 作者: J. I. Hwang;Y. Ishida;M. Kobayashi;Y. Osafune;T. Mizokawa;A. Fujimori;Y. Takeda;K. Terai;S. Fujimori;Y. Saitoh;Y. Muramatsu;A. Tanaka;T. Kondo;H. Munekata;M. Hashimoto;H. Tanaka;S. Hasegawa;H. Asahi

Photoemission and x-ray absorption studies of valence states in (Ni, Zn, Fe, Ti)304 thin films exhibiting photo-induced magnetization

(Ni, Zn, Fe, Ti)304 薄膜中表现出光致磁化的价态的光电发射和 X 射线吸收研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Applied Physics Letters 92
• 作者: M.Kobayashi;Y.Ooki;M.Tekizawa;G.S.Song;A.Fujimori;Y.Takeda;K.Terai;T.Okane;S-I.Fujimori;Y.Saitoh;H.Yamagami;M.Seki;T.Kawai;and H.'ITabata
• 通讯作者: and H.'ITabata