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2009 Fiscal Year Annual Research Report

軟X線磁気円二色性および軟X線散乱による高スピン偏極材料のキャラクタリゼーション

Planned Research

Project AreaCreation and control of spin current
Project/Area Number 19048012
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

藤森 淳  The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 教授 (10209108)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小出 常晴  大学共同利用機関法人、高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (10150012)
竹田 幸治  独立行政法人日本原子力開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 任期付研究員 (50399416)
Keywords磁性半導体 / 超構造 / 軟X線磁気円二色性 / 軟X線共鳴散乱 / 光電子分光
Research Abstract

・Coをドープしたアナターゼ型TiO2におけるCo原子の局所的磁性を軟X線磁気円二色性測定により明らかにした.ルチル型TiO2に比べて大きな磁化と高いキューリー温度が観測され,高いキャリアー濃度を反映していると解釈した.
・ホイスラー合金(Co2MnSiおよびCo2MnGe)とMgOからなる磁気トンネル結合の界面における磁性を,金属膜厚依存性,組成依存性,温度依存性に着目して軟X線磁気円二色性で調べた.金属膜厚の減少あるいはCo濃度の増加とともにCo原子のスピン磁気モーメントが増加し,Coアンチサイト欠陥がCo原子のスピン磁気モーメントを増加させるという理論計算と対応する結果が得られた.逆に,Mn濃度の増加とともにMnのスピン磁気モーメントが増加した.温度上昇とともに,Co, Mnのスピン磁気モーメントがともに減少したが,減少はわずかであり,温度上昇に伴う磁気トンネル抵抗比の急激な減少を説明する物ではなかった。
・ZnOに2種類の遷移金属元素を同時ドープした試料について,軟X線吸収分光,軟X線磁気円二色性の測定を行なった.Co,Mn同時ドープ系では強磁性は観測されなかったが,Co,MnがZnO薄膜で見られる2価ばかりでなく,3価,4価も多量に観測された.Co,Fe同時ドープ試料は強磁性が観測された.Feは3価が主で,Coは2価,3価,4価のすべてが観測された,軟X線磁気円二色性強度の磁場依存性から,Co,Fe同時ドープ試料で強磁性を担うのはFe原子のみであることがわかった.
・SPring-8 BL235Uにおいて,Gal-xMnxAsのアニール前後の試料での比較,高濃度ドープ試料の状態をXMCDを用いて調べた.キッカーマグネットによる1Hz連続円偏光スイッチングが可能になり,特定の光エネルギーに対するXMCDシグナルが得られるよう装置を整備しっつある.
・新しく開発された軟X線共鳴散乱装置を用いて遷移金属の2p-3dのXMCDを利用した構造と磁性の同時決定実験を効率的に行なうため,測定ソフトウェアの開発を進めた.

  • Research Products

    (24 results)

All 2010 2009

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (16 results)

  • [Journal Article] Antiferromagnetic Interaction between Paramagnetic Co Ions in the Diluted Magnetic Semiconductor Zn_<2-x>CO_xO2010

    • Author(s)
      M.Kobayashi
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 81

      Pages: 075204-1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic Structure and Magnetism of the Diluted Magnetic Semiconductor Fe-Doped ZnO Nano-Particles2010

    • Author(s)
      T.Kataoka
    • Journal Title

      J.Appl.Phys. 107

      Pages: 033718-1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interface Structure of Half-Metallic Heusler Alloy Co_2MnSi Thin Films Facing an MgO Tunnel Barrier Determined by X-ray Magnetic Circular Dichroism2010

    • Author(s)
      T.Saito
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 81

      Pages: 144417

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hybridization between the Conduction Band and 3$d$ Orbitals in the Oxide-Based Diluted Magnetic Semiconductor In_<2-x>V_xO_32009

    • Author(s)
      M.Kobayashi
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 79

      Pages: 205203-1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] X-Ray Magnetic Circular Dichroism Investigations of the Origin of Room Temperature Ferromagnetism in Fe-Doped ZnO Nano-Particles2009

    • Author(s)
      T.Kataoka
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 48

      Pages: 04C200

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental Observation of Bulk Band Dispersions in the Oxide Semiconductor ZnO2009

    • Author(s)
      M.Kobayashi
    • Journal Title

      J.Appl.Phys. 105

      Pages: 122403-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of Fe 3$d$ States in CuFeS_2 by X-Ray Emission Spectroscopy, Proceedings of 16-th International Conference on Ternary and Multinary Compounds(ICTMC-16)2009

    • Author(s)
      K.Sato
    • Journal Title

      Phys.Status Solidi A 206

      Pages: 1096-1100

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 軟X線磁気円二色性による希薄磁性半導体Gal-xMnxAsのMnイオンの磁気的相互作用の研究2009

    • Author(s)
      竹田幸治
    • Journal Title

      放射光学会誌 22

      Pages: 202

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 放射光分光を用いたスピン源材料の磁性と電子状態の評価2010

    • Author(s)
      藤森淳
    • Organizer
      金属学会2010年度春季大会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      20100328-20100330
  • [Presentation] 強磁性ZnO:(Fe,Co)ナノ粒子の共鳴光電子分光および軟X線磁気円二色性2010

    • Author(s)
      片岡隆史
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      20100320-20100323
  • [Presentation] Soft X-Ray Magnetic Circular Dichroism Study of the Diluted Magnetic Semiconductor Zn_xCr_<1-x>Te Thin Films2010

    • Author(s)
      Y.Yamazaki
    • Organizer
      10th Japan-Korea-Taiwan Symposium on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Himeji, Japan
    • Year and Date
      20100311-20100313
  • [Presentation] 軟X線磁気円二色性による希薄磁性半導体ZnO:Mn,Nの電子状態研究2010

    • Author(s)
      片岡隆史
    • Organizer
      第27回PFシンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場エポカル
    • Year and Date
      20100309-20100310
  • [Presentation] 軟X線MCDによる今後の研究展開-系統的な温度・磁場依存性測定2010

    • Author(s)
      竹田幸治
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] Electronic Structure of Ferromagnetic Cu-Doped ZnO Nanowires using X-Ray Magnetic Circular Dichroism and X-Ray Photoemission Spectroscopy2010

    • Author(s)
      片岡隆史
    • Organizer
      2nd Nanyang Technological University-University of Tokyo Joint Workshop
    • Place of Presentation
      University of Tokyo
    • Year and Date
      2010-02-22
  • [Presentation] ZnO:Cuナノワイヤーのバルク敏感軟X線磁気円二色性2009

    • Author(s)
      片岡隆史
    • Organizer
      第3回物性科学領域横断研究会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20091129-20091201
  • [Presentation] 軟X線磁気円二色性によるスピントロニクス材料の研究2009

    • Author(s)
      藤森淳
    • Organizer
      物構研シンポジウム'09放射光・中性子・ミュオンを用いた表面・界面科学の最前線
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場エポカル
    • Year and Date
      20091117-20091118
  • [Presentation] Spectroscopic Characterization of Diluted Ferromagnetic Oxides and Semiconductor2009

    • Author(s)
      藤森淳
    • Organizer
      Magnetism, Superconductivity and Phase Transitions in Novel and Complex Materials(MSM09)
    • Place of Presentation
      Kolkata, インド
    • Year and Date
      20091111-20091114
  • [Presentation] 軟X線磁気円二色性による希薄磁性半導体ZnO:(Mn,N)の電子状態研究2009

    • Author(s)
      片岡隆史
    • Organizer
      物構研シンポジウム'09放射光・中性子・みゅオンを用いた表面・海面化学の最前線
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場エポカル
    • Year and Date
      20091017-20091018
  • [Presentation] 軟X線磁気円二色性による希薄磁性半導体ZnO:(Mn,N)の電子状態研究2009

    • Author(s)
      片岡隆史
    • Organizer
      日本物理学会秋の分科会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20090925-20090928
  • [Presentation] X-Ray Absorption Spectroscopy and X-Ray Magnetic Circular Dichroism Study of Mn-Doped ZnS Nanoparticles2009

    • Author(s)
      V.K.Verma
    • Organizer
      A3 Foresight Program "Joint Research on Novel Properties of Complex Oxides" Hokkaido Summer School
    • Place of Presentation
      Hokkaido, Japan
    • Year and Date
      20090802-20090806
  • [Presentation] XMCD Analysis of ZnO-Based Ferromagnetic Semiconductors2009

    • Author(s)
      片岡隆史
    • Organizer
      5-th International School and Confrerence on Spintronics and Quantum Information Technology(SPINTECH 5)
    • Place of Presentation
      Krakow, ポーランド
    • Year and Date
      20090707-20090711
  • [Presentation] XMCD Study of Ferromagnetic Semiconductor Ti_<1-x>Co_xO_<2-δ> Thin Films2009

    • Author(s)
      V.R.Singh
    • Organizer
      5-th International School and Confrerence on Spintronics and Quantum Information Technology(SPINTECH 5)
    • Place of Presentation
      Krakow, ポラーンド
    • Year and Date
      20090707-20090711
  • [Presentation] Soft X-Ray Magnetic Circular Dichroism Study of the Diluted Magnetic Semiconductor Zn_<1-x>Cr_xTe2009

    • Author(s)
      Y.Yamazaki
    • Organizer
      8-th Asia-Pacific Association on Strongly Correlated Systems
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      20090705-20090707
  • [Presentation] Soft X-Ray Magnetic Circular Dichroism Study of the Diluted Magnetic Semiconductor Zn_xCr_<1-x>Te2009

    • Author(s)
      Y.Yamazaki
    • Organizer
      8-th Asia-Pacific Association on Strongly Correlated Systems
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      20090705-20090707

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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