1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11215207
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
酒井 治 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60005957)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 正雄 神奈川工科大学, 一般教育, 教授 (00163288)
竹ヶ原 克彦 弘前大学, 理工学部, 教授 (80133924)
岡部 豊 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60125515)
梅原 雅捷 無機材質研究所, 主任研究官
鈴木 俊哉 東北大学, 大学院・理学研究科, 教務職員
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| Keywords | マグネテックポーラロン / 低濃度キャリヤー / 光誘起high-spin low-spin転移 / モンテカルロシュミレーション / 格子緩和 / 核生成 / 相転移 |
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| Research Abstract |
GaAs表面のMnドープInAsに光を照射してキャリヤーを生成することにより強磁性が発生する。このような低濃度のキャリヤー媒介による磁性においては局在スピンの強磁性クラスター等の形成により、キャリヤーは大きな摂動効果をうけ、その場所に局在する。これによるキャリヤースピン分極の増加はさらに強磁性クラスターの安定性を強め、いわゆる磁気ポーラロンの形成が期待される。本年度はこの磁気ポーラロンにつてモンテカルロ法や解析的手法など、様々な方向から研究を行った。化学ドープの場合の自発磁化は温度上昇にたいし、一旦急激に減少し、その後緩やかに減少した後、キュリー温度で消失する。この様子は低濃度キャリヤー磁性半導体の磁化の振る舞を再現することを示した。光励起に場合には格子緩和との結合によるトラップの効果等を取り入れるよう、モデルを拡張する必要がある。
ある種の有機化合物で、低温スピンの消失した状態(low-spin,LS状態)に光をあて続けるとスピンの発生した状態(high-spin,Hs状態)に相転移的に転移する。この時、照射強度に限界値のあること、転移発生に時間的遅れのあること等が特徴である。格子歪みにともなうHuang-Rhys因子が周囲のイオンのスピン状態に依存して、緩和が急激に変化することに原因があるとする理論が以前に提唱されていた。そこでは時間、空間的な揺らぎが無視されていたが、モンテカルロ法により、これらを取り入れ、転移の核生成を調べる計算法を開発した。以前の結果は、定量的には大幅な修正が必要であるが、定性的な点では余り変更しなくとも良いことを示した。実際に見られる階段状の不連続な変化の再現には、体積膨張の競合など、さらに複雑な過程を取り入れる必要のあることを示唆した。
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[Publications] Kenichi Nishizawa: "Magetic and Tranport Properties of Low Density Carrier Ferromagnetic Semiconsuctors"Physica B. (印刷中). (2000)
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[Publications] Masakatsu Umehara: "Anomalous dense conduction electron states and magnetism in EuSe : Homogeneous elctron state and carrier induced magnetic ordering"Phys. Rev. B. 60・1. 445-454 (1999)
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[Publications] Masakatsu Umehara: "Theory for bound magnetic polaron in diluted magnetic semiconductors by a modified moleculas field spproximation"Phys. Rev. B. (印刷中). (2000)
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[Publications] Masao Takahashi: "Coherent-potential approach to magnetic and chemical disorder in diluted magnetic semicondutors"Phys. Rev. B. 60・23. 15858-15865 (1999)
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[Publications] Masao Takahashi: "Coherent-Poterntial Approach to the s-f Model in Magnetic Semiconductors"神奈川工科大学研究報告B. 23. 131-140 (1999)
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[Publications] Osamu Sakai: "Kondo Effect in Electron Tunneling through Quantum Dots - Quantum Monte Carlo Method -"J. Phys. Soc. Jpn. 68・5. 1640-1650 (1999)
