アルカリ土類六硼化物の少数キャリア高温強磁性

碱土金属六硼化物的少数载流子高温铁磁性

基本信息

批准号：
02J08350
负责人：
谷口耕治
金额：
$ 1.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J08350/
关键词：
硼化物少数キャリア強磁性表面

项目摘要

前年度までの研究から、アルカリ土類ヘキサボライドにおいて観測されている強磁性が磁性不純物によるものである可能性が示唆された。これは多結晶試料を酸(硝酸、塩酸)によりエッチングして行った磁化測定、並びに蛍光X線分析などの定性元素分析の結果からの推測であった。上記の点をより詳細に検討する為、Al-flux法により高純度の原料から育成されたA_<1-x>La_xB_6(A=Ca,Sr)単結晶試料を用いた磁化測定を行った。具体的には、多結晶試料の時と同様に、酸(硝酸)によるエッチング前後における磁化の比較を各々行った。その結果、エッチングにより磁化の常磁性成分が大きく減少し、非常に小さな強磁性モーメント(Youngらの1/10程度の大きさ)しか出ていないことが明らかになった。これは、試料表面がバルクとは異なった状態(常磁性)にあり、見かけ上大きなモーメントが出ているように見えていたということを示唆している。この結果は過去のESRの報告や光学反射率の報告とも矛盾を生じない。また、エッチングにより試料表面層を除去した、小さな強磁性モーメントしか出ていない試料に関しては、ICP発光分析法による元素分析行い、磁性不純物(Fe)の影響を定量的に評価した。その結果、エッチング後のA_<1-x>La_xB_6(A=Ca,Sr)で観測される強磁性モーメントは、試料に含有されているFe量で十分に説明が可能であることが明らかになった。初年度の結果から、キャリアドーピング量と強磁性モーメントの間に相関関係が無いことが確認されていることと併せて考えると、上記の結果は、強磁性が磁性不純物に起因していることを意味している。まとめると、本研究では、酸エッチングによる見かけの磁化成分の除去と試料の高純度化を進めることによって、アルカリ土類ヘキサボライドの高温強磁性が本質的な強磁性ではないことを明らかにすることが出来たといえる。

去年进行的研究表明，在碱土金属六硼化物中观察到的铁磁性可能是由于磁性杂质造成的。这是根据用酸（硝酸、盐酸）蚀刻多晶样品进行的磁化测量结果以及荧光 X 射线分析等定性元素分析得出的。为了更详细地研究上述几点，我们使用通过Al-flux法从高纯度原材料生长的A_<1-x>La_xB_6（A=Ca,Sr）单晶样品进行磁化测量。具体地，与多晶样品一样，比较用酸（硝酸）蚀刻之前和之后的磁化强度。结果表明，磁化的顺磁成分通过蚀刻大大减少，只产生非常小的铁磁矩（大约是Young等人的大小的1/10）。这表明样品表面处于与本体不同的状态（顺磁性），并且似乎具有很大的力矩。这一结果与过去的ESR报告和光学反射率报告一致。此外，对于通过蚀刻去除表面层的仅具有较小铁磁矩的样品，使用ICP发射光谱法进行元素分析，以定量评估磁性杂质（Fe）的影响。结果表明，蚀刻后A_<1-x>La_xB_6(A=Ca,Sr)中观察到的铁磁矩可以完全用样品中Fe的含量来解释。结合第一年的结果证实载流子掺杂量与铁磁矩之间不存在相关性这一事实，上述结果表明铁磁性是由磁性杂质引起的。总之，在这项研究中，我们通过酸蚀刻去除表观磁化成分并纯化样品，证明了碱土金属六硼化物的高温铁磁性本质上不是铁磁性。