2001 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, 理学研究科, 教授 (60005957)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅原 雅捷 物質材料研究機構, 物質研究所, 主任研究官
高橋 正雄 神奈川工科大学, 一般教育, 教授 (00163288)
竹ケ原 克彦 弘前大学, 理工学部, 教授 (80133924)
岡部 豊 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (60125515)
椎名 亮輔 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (30326011)
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| Keywords | 核生成 / incubation time / 光誘起低スピン-高スピン転移 / 体積歪 / マグネテックポーラロン / モンテカルロシュミレーション / 低濃度キャリヤー / FLAPWバンド計算 |
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| Research Abstract |
本課題では主に以下の3つのテーマの研究を行った。
(1)光誘起低スピン(LS)-高スピン(HS)転移におけるドメイン形成:
[Fe(2-pic)_3]Cl_3EtOHの低温LS相に光をあてると、HS状態に相転移的に変化する。照射強度に閾値がある、転移発生に時間的遅れ(incubation time)がある、LS-HS相の巨視的共存状態を経由して、終段に階段状の急激な転移が生じる、ことが特徴である。モンテカルロ法や、解析的方法によりこの転移と通常の熱的1次転移との、差異と類似性を調べた。自由エネルギーに似た量が定義出来ること、励起と緩和のくり返しによる揺らぎがドメイン核形成の際の有効温度となることを示した。相共存の起源としてスピン状態と弾性歪モードとの結合の効果を指摘した。階段状の変化には体積膨張にたいするピン止めが外れる効果の可能性を指摘した。
(2)磁性半導体におけるキャリヤー誘起の磁気相互作用:磁性半導体に光照射や化学ドープによりキャリヤーを生成すると、強磁性が発生する。このような低濃度キャリヤー系では、局在スピンの強磁性クラスターと電子が互いに束縛しあう、磁気ポーラロン(MP)の形成が期待される。モンテカルロ法及解析的近似計算により、MPの磁性の特徴を調べた。自発磁化が温度上昇にたいし低温から減少を開始する等の特徴を明かにした。また、CdSe(Mn)系のL2と呼ばれる発光過程で、励起子磁気ポーラロン効果の見出されていることを解明した。
(3)光誘起低スピン-高スピン転移を示す物質のバンド構造論的研究、FLAPW法によりKCo[Fe(CN)_6]の光誘起磁性状態に対応するフェリ磁性状態の自己無撞着バンド計算を行った。励起状態に対応するようCo-N間隔を伸ばすとCoのdγ軌道がフェルミエネルギー付近まで下がり、励起がFeからCoへの電荷移動によるとする解釈と整合することを示した。
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[Publications] O.Sakai, et al.: "Monte Carlo simulation for the photo-induced low-spin to high-spin state transitions -difference and similarity with the thermal transition-"J.Phys.Soc.Jpn.71. 71(in press). (2002)
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[Publications] O.Sakai, et al: "Monte Carlo simulation study on domain formation in the photoinduced low-spin high-spin transition"Phase Transitions. (to be published).
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[Publications] O.Sakai, et.al: "Study on magnetic and transport properties of low density carrier ferromagnetic semiconductors"J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 1105-1116 (2001)
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[Publications] M.Umehara: "Dense self-trapped magnetic polarons and nonmetal-metal transition in Eu-rich EuSe"Phys.Rev.B. 63. 134405-134415 (2001)
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[Publications] M.Takahashi: "Asymmetric Splitting of Exciton States in Diluted Magnetic Semiconductor Cd_<1-x>Mn_xS"J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 2224-2225 (2001)
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[Publications] K.Takegahara, et al: "Electronic Band Structure of Prussian Blue Analog KCo[Fe(CN)_6]"Phase Transitions. (to be published).
