鉄系高温超伝導体と同じ結晶構造を持つ新規バルク希薄磁性半導体の電子構造の解明

阐明与铁基高温超导体具有相同晶体结构的新型块状稀磁半导体的电子结构

• 批准号: 15J06963
• 负责人: 鈴木 博人
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J06963/
• 关键词: 希薄磁性半導体

半導体の電荷自由度の操作を利用した既存のエレクトロニクスに磁性体のスピン自由度の操作を融合した新しいエレクトロニクスは、スピンエレクトロニクス（スピントロニクス）と呼ばれ、全く新しいデバイスの開発が期待されている。半導体に磁性原子をわずかにドープした希薄磁性半導体は、半導体と磁性体の両方の性質を示す物質で、スピントロニクスの中核を担う材料として期待されている。強磁性発現の起源として、離れて点在する磁性イオンの局在磁気モーメントが、半導体中を走り回る遍歴キャリアとの交換相互作用を通じて結合することで強磁性が発現するキャリア誘起強磁性が提唱され、より転移温度の高い物質の開発に向け精力的な研究がなされている。代表的な物質として、Ga1-xMnxAsや室温を超えるキュリー温度(Tc)を持つTiCoO2などが知られ、制御性の向上に努力が注がれている。しかしながら、GaMnAs等の既存物質では、Mnの化学的溶解度が低いこと、Mnドーピングにより磁性元素とホールを同時に導入するため、キャリア数と磁性元素量を独立に変化させることができないことなどが大きな問題となってきた。近年、122型鉄砒素系高温超伝導体と等しい結晶構造を持つ新規希薄磁性半導体Ba1-yKy(Zn1-xMnx)2As2が合成された。本系は高いTc=220 Kを持つことに加えて、BaサイトをKで置換することでホールを注入し、磁性元素MnはZnサイトに導入するため、両者を独立に制御できる。本研究では、本希薄磁性半導体の電子構造及び磁気構造を角度分解光電子分光、X線磁気円二色性、及び共鳴非弾性軟X線散乱の方法を用いて調べた。

Semiconductor の charge freedom の を using し た existing の エ レ ク ト ロ ニ ク ス に magnetic body の ス ピ ン freedom の を fusion し た new し い エ レ ク ト ロ ニ ク ス は, ス ピ ン エ レ ク ト ロ ニ ク ス (ス ピ ン ト ロ ニ ク ス) と shout ば れ, whole new し く い デ バ イ ス の open 発 が expect さ れ て い る. Semiconductor に magnetic atoms を わ ず か に ド ー プ し た thin magnetic semiconductor は, semiconductor と magnetic body の struck party の nature を で す material, ス ピ ン ト ロ ニ ク ス の nuclear を bear う materials in と し て expect さ れ て い る. Strong magnetic 発 is の origin と し て from れ て point in す る magnetic イ オ ン の bureau in magnetic 気 モ ー メ ン ト が り る back, semiconductor を run through your bearing キ ャ リ ア と の exchange interaction を tong じ て combining す る こ と で strong magnetic が 発 now す る キ ャ リ ア induced strong magnetic が mention sing さ れ, よ り planning move high temperature の い material の open 発 に to け energy な research が な さ れ Youdaoplaceholder0 て る. Representative な material と し て, Ga1 xMnxAs や room temperature を super え る キ ュ リ ー temperature (Tc) を hold つ TiCoO2 な ど が know ら れ, suppression の に が hard up note が れ て い る. し か し な が ら, GaMnAs の existing material で は, low Mn の chemical solubility が い こ と, Mn ド ー ピ ン グ に よ り magnetic element と ホ ー ル を simultaneously に import す る た め, キ ャ リ ア number と magnetic を independent に amount - the さ せ る こ と が で き な い こ と な ど が big き な problem と な っ て き た. In recent years, a new regulation has been established for the <s:1> <s:1> crystalline structure を of high-temperature super伝 conductors such as 122-type iron pyrine-based と, and for the が synthesis of the thin magnetic semiconductor Ba1-yKy(Zn1-xMnx)2As2 された. The department は い high Tc = 220 K を hold つ こ と に plus え て, Ba サ イ ト を K で す replacement る こ と で ホ ー ル を injection し, magnetic element Mn は zinc サ イ ト に import す る た め, struck を independent に suppression で き る. In this study, で で, the <s:1> electronic structure and び magnetic atmosphere structure of benxi thin magnetic semiconductor を Angle decomposition photoelectron spectroscopy, X-ray magnetic atmosphere dichroism, and び resonance non-elastic soft X-ray dispersion <s:1> methods を were modulated by て て.

项目成果

中国科学院(中国)

中国科学院（中国）

Columbia University(米国)

哥伦比亚大学（美国）

鉄系超伝導体母物質 BaFe2As2の極紫外時間分解角度分解光電子分光

铁基超导基体BaFe2As2的极紫外时间分辨角分辨光电子能谱

• 发表时间: 2015
• 作者: 鈴木博人;岡崎浩三;山本貴士;染谷隆史;岡田大;藤澤正美;金井輝人;石井順久;中島正道;永崎洋;板谷治郎;藤森淳;辛埴
• 通讯作者: 辛埴

Photoemission and x-ray absorption studies of the isostructural to Fe-based superconductors diluted magnetic semiconductor Ba 1 -x K x (Zn 1 -y Mn y ) 2 As 2

• DOI: 10.1103/physrevb.91.140401
• 发表时间: 2015-04
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: H. Suzuki;K. Zhao;G. Shibata;Y. Takahashi;S. Sakamoto;K. Yoshimatsu;Bijuan Chen;H. Kumigashira;F. Chang;H. Lin;D. Huang;C. Chen;B. Gu;S. Maekawa;Y. Uemura;C. Jin;A. Fujimori

Fermi surfaces and p − d hybridization in the diluted magnetic semiconductor Ba 1 − x K x ( Zn 1 − y Mn y ) 2 As 2 studied by soft x-ray angle-resolved photoemission spectroscopy

• DOI: 10.1103/physrevb.92.235120
• 发表时间: 2015-09
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: H. Suzuki;G. Zhao;K. Zhao;B. Chen;M. Horio;K. Koshiishi;J. Xu;M. Kobayashi;M. Minohara;E. Sakai;K. Horiba;H. Kumigashira;B. Gu;S. Maekawa;Y. Uemura;C. Jin;A. Fujimori