希土類単酸化物におけるトポロジカル磁気状態の制御

稀土一氧化物拓扑磁态的控制

基本信息

批准号：
19F19347
负责人：
福村知昭
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-11-08 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前期ランタノイド単酸化物は，約40年前に粉末多結晶として報告されていたが，周期表のガドリニウムからツリウムに至る後期ランタノイド単酸化物は気相のみ存在しており，ごく最近ガドリニウム単酸化物の固相をエピタキシャル薄膜として合成することに成功したばかりである。後期ランタノイド単酸化物は，大きな磁化と高いキュリー温度をもつ強磁性体である可能性がある。ガドリニウム単酸化物は室温に近いキュリー温度をもつ強磁性体であるものの，酸化されやすく，他の後期ランタノイド単酸化物が作製できるか不明であった。今回，岩塩構造ホロミウム単酸化物のエピタキシャル薄膜の作製に成功し，高い電気伝導性をもつ狭ギャップ強磁性半導体で，大きな負の磁気抵抗と異常ホール効果が観測された。キュリー温度は約130ケルビンであり，既存のホロミウムモノカルコゲナイドの中で一番高いキュリー温度をもつ硫化物よりも110ケルビン高い。キュリー温度直下では，他のホロミウム二元化合物でも見られるような単調でないスピン配列に由来すると考えられるメタ磁性的なふるまいを示したが，その温度領域は高いキュリー温度を反映して，他のホロミウム化合物よりもはるかに高かった。また，電子ドーパントとなる酸素欠損量の増大とともに，電気伝導性は増す一方でキュリー温度は低下するという，従来の強磁性半導体のキュリー温度の振る舞いとは相反する傾向が見られた。また，チタン酸ストロンチウム単結晶基板に熱アニールを施し，ストロンチウム単酸化物終端の表面を形成して基板からの酸素拡散を防ぐことで，ユーロピウム単酸化物エピタキシャル薄膜の直接成膜に成功し，走査型トンネル顕微鏡によるユーロピウム単酸化物薄膜表面の原子分解能観察を達成した。

大约40年前，据报道，早期的腺苷酸一氧化糖是粉末多晶，但在元素性表中，从gadolinium到Thulium的晚期一氧化糖仅存在于气相中，最近它们仅成功地合成了一氧化糖胶的固体相位，作为外生薄膜。晚期的一氧化糖可以是具有高磁化强度和高质量温度的铁磁体。尽管一氧化糖是铁磁性材料，居里温度接近室温，但它们易于氧化，尚不清楚是否可以产生其他晚期的植物植物一氧化碳。我们已经成功地制造了一氧化岩盐结构的外延薄膜，并在狭窄的间隙铁磁半导体中观察到具有高电导率的狭窄间隙铁磁半导体中观察到的较大的负磁力和异常大厅效应。居里温度约为130 kelvin，比硫化物高110个开尔文，硫化物的硫化物中的居里温度最高。在Curie温度下，元磁行为被认为是从非单调的自旋排列得出的，如其他二元化合物所示，但温度范围远高于其他Holomium化合物的温度范围，这反映了较高的居里温度。此外，随着变成电子掺杂剂的氧缺乏量增加，电导率增加，而库里温度降低，这是传统铁磁半导体库里温度行为的矛盾趋势。此外，通过在钛酸锶单晶底物上进行热退火，形成了一氧化锶末端的表面，以防止氧与底物的氧扩散，并直接形成欧洲氧化物欧洲蛋白石的外延薄膜，直接形成了单氧化物的一氧化碳薄膜，并通过漫画薄膜的表面分辨出了刺激性的图表。