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2017 年度 研究成果報告書

スピン偏極陽電子消滅法による酸化物空孔誘起磁性の検出

研究課題

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研究課題/領域番号 15K14135
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2017)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015)

研究代表者

前川 雅樹  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (10354945)

連携研究者 河裾 厚男  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 上席研究員 (20354946)
張 宏俊  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究員 (50644374)
研究協力者 阿部 浩之  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主任研究員 (30354947)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード陽電子消滅 / スピン偏極陽電子 / 空孔誘起磁性 / 酸化亜鉛 / イオンビーム照射 / d0強磁性 / カチオン原子空孔
研究成果の概要

金属酸化物半導体の中には、原子空孔に局在した電子スピンにより強磁性化すると理論的に予測されているものがある。本研究ではスピン偏極陽電子消滅(SP-PAS)法を用いてこれを検証した。酸化亜鉛単結晶に酸素イオンビームを照射して原子空孔を導入すると、磁化測定では照射後に実際に磁化が検出された。SP-PAS測定では、消滅ガンマ線強度の磁場反転非対称性(磁気ドップラー(MDB)スペクトル強度)が、イオンビーム照射量の増大に伴って増大した。これはイオンビーム照射により導入された亜鉛空孔に局在電子スピンが存在することを示している。本研究により、原子空孔が磁性の源であることが初めて実験的に裏付けられた。

自由記述の分野

陽電子消滅

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公開日: 2019-03-29  

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