亜鉛ブレンド型CoリッチZnCoO相の形成によって支配されるCoドーピングしたZnO系における高T<sub>c</sub>強磁性

ZHANG Lin-Juan; WANG Jian-Qiang; LI Jiong; ZHOU Jing; CAI Wu-Peng; CHENG Jie; XU Wei; YIN Guangzhi; WU Xiang; JIANG Zheng; ZHANG Shuo; WU Zi-Yu; WU Zi-Yu

文献

J-GLOBAL ID：201202227648552221 整理番号：12A0145138

亜鉛ブレンド型CoリッチZnCoO相の形成によって支配されるCoドーピングしたZnO系における高T_c強磁性

High-T_c ferromagnetism in a Co-doped ZnO system dominated by the formation of a zinc-blende type Co-rich ZnCoO phase

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資料名：
巻： 48 号： 1 ページ： 91-93 発行年： 2012年01月04日
JST資料番号： D0376B ISSN： 1359-7345 CODEN： CHCOFS 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：短報発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

ウルツ鉱型CoドーピングしたZnO系における室温強磁性(RTF)を検討した。オレイン酸(OA)の様なキャッピング分子の調節によってジンクブレンド(ZB)型CoリッチZnCoO相の形成が起り,OA濃度の増加につれて常磁性から強磁性への磁気挙動の変化を示し,第1原理計算によるとRTFはこの特殊な相の強磁性超交換によって起こることを示した。X線回折では立方Co₃O₄,立方CoO,ウルツ鉱CoO,ZB型CoOに単純に帰属できなかったが,ZB型ZnO(111)ピークに帰属できた。OA濃度の増加につれてZB相のクラスターが増加し,RTFとZB型ナノクラスター間に強い相関が存在した。シンクロトロン照射Coκ端X線近端構造ではCo原子周囲の構造に対してOA含量が影響し,Co原子はZB相中で集塊化していると示唆した。この系でRTFに応答するZB型CoリッチZnCoO相の相分離の出現を示した。この構造はバンドカップリング法で説明でき,磁気順序はFermi準位付近のCo 3dサブバンドの占有位置によって支配され,占有したe_g^↓状態と空のt₂^↓状態の混成から起こる強磁性超交換と占有したt₂^↑状態と空のt₂^↓状態の混成から起こる反強磁性超交換間の競合も考慮すべきだった。密度汎関数理論計算からも強磁性と反強磁性のエネルギー差ΔE=-37meVを有する強磁性基底状態を示し,強磁性超高間相互作用が支配的なことを示した。

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金属酸化物及び金属カルコゲン化物の結晶構造

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亜鉛ブレンド型CoリッチZnCoO相の形成によって支配されるCoドーピングしたZnO系における高Tc強磁性

亜鉛ブレンド型CoリッチZnCoO相の形成によって支配されるCoドーピングしたZnO系における高T_c強磁性