強磁性半導体のMCD（協力研究） 藤森 淳 ・ ２００３A報告 Zn1-xCoxO, Zn1-xVxO, Ga1-xMnxN

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1 強磁性半導体のMCD（協力研究） 藤森 淳 ・ ２００３A報告 Zn1-xCoxO, Zn1-xVxO, Ga1-xMnxN
藤森　淳 ・　２００３A報告　Zn1-xCoxO, Zn1-xVxO, Ga1-xMnxN ・　２００４A予定　 Zn1-xCoxO, Zn1-xVxO, Zn1-xCrxTe

2 ２０００A報告 Zn1-xCoxO、 Zn1-xVxO 80 K, 2 TににおけるMCDの測定　　　　　　　　　　　　⇒全体（～常磁性成分）のXASと強磁性成分のMCD　⇒強磁性Co、Vの価数、スピン状態、結晶場の決定 Ga1-xMnxN 80 K, 2 TににおけるMCDの測定　　　　　　　　　　　　⇒常磁性成分のXAS、MCD　　　　　　　　　　　　　⇒Mn2+の価数、スピン状態の確認

3 High-temperature ferromagnetism in Zn1-xCoxO
Reduction -> n-type doping -> ferromagnetism TC ~ 300 K ! small moment K. Ueda, H. Tabata, T. Kawai, APL. ‘01

4 Co 2p core-level XAS and MCD of Zn1-xCoxO
MCD intensity ~several % of total Co ions magnetic impurities such as spinel ? M. Kobayashi et al.

5 Co 2p core-level MCD of Zn1-xCoxO
Calc: Mobs/Mspin = 0.56 Calc: Mobs/Mspin = 0.21 Expt: Mobs/Mspin = 0.28 e t2 V 3d 10Dq < 0 10Dq > 0 e t2 Td symmetry ? Oh symmetry ? e.g. spinel M. Kobayashi et al. A. Tanaka

6 High-temperature ferromagnetism in Zn1-xVxO
Reduction -> n-type doping -> ferromagnetism TC >> 300 K ! small moment H. Saeki, H. Tabata, T. Kawai, Solid St. Commun. ‘01

7 V 2p core-level XAS and MCD of Zn1-xVxO
MCD intensity ~several % of total V ions magnetic impurities ? Y. Ishida et al.

8 V 2p core-level MCD of Zn1-xVxO
V3+(d2) 10Dq = +0.7 eV V2+(d3) 10Dq = +0.7 eV V3+(d2) 10Dq = -0.7 eV, D = +0.1 eV V2+(d3) 10Dq = -0.7 eV, D = -0.1 eV V2+(d3) 10Dq = -0.7 eV, D = +0.1 eV Expt. e V 3d t2 e ep a1 D > 0 D < 0 10Dq < 0 Td symmetry Uniaxial distortion or 10Dq > 0 t2 ? ? Oh symmetry ? e.g. spinel Y. Ishida et al. A. Tanaka 10Dq = -0.7 eV

9 ２０００A報告 Zn1-xCoxO、 Zn1-xVxO 80 K, 2 TににおけるMCDの測定　　　　　　　　　　　　⇒全体（～常磁性成分）のXASと強磁性成分のMCD　⇒強磁性Co、Vの価数、スピン状態、結晶場の決定 Ga1-xMnxN 80 K, 2 TににおけるMCDの測定　　　　　　　　　　　　⇒常磁性成分のXAS、MCD　　　　　　　　　　　　　⇒Mn2+の価数、スピン状態の確認

10 Mn 2p core-level XAS and MCD of Ga1-xMnxN
morb ~ 0.0 mB/atom (d5) mspin ~ 0.14 mB/atom ~ 3 % magnetization x 2 T, 80 K T. Kondo et al.

11 Zn1-xCoxO、 Zn1-xVxO予定 低温・強磁場から高温・低磁場におけるMCDの測定 ⇒強磁性成分MCDと常磁性成分MCDの分離
測定温度＝30, 60,120,240 K ?

12 Zn1-xCrxTe予定 XAS, MCDの測定 ⇒Crの価数、結晶場、スピン状態の決定 強磁性成分MCDと常磁性成分MCDの分離
H. Saito et al., PRL 90, (2003) XAS, MCDの測定　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⇒Crの価数、結晶場、スピン状態の決定　　　　　　　　　　　 　　　強磁性成分MCDと常磁性成分MCDの分離