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Electronic structure and magnetism of CaMn$$_{1-x}$$Ru$$_{x}$$O$$_{3}$$ thin films

CaMn$$_{1-x}$$Ru$$_{x}$$O$$_{3}$$薄膜の電子構造と磁性

寺井 恒太; 吉井 賢資; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 斎藤 祐児; 大和田 謙二; 稲見 俊哉; 岡根 哲夫; 有田 将司*; 島田 賢也*; 生天目 博文*; 谷口 雅樹*; 小林 啓介*; 小林 正起*; 藤森 淳*

Terai, Kota; Yoshii, Kenji; Takeda, Yukiharu; Fujimori, Shinichi; Saito, Yuji; Owada, Kenji; Inami, Toshiya; Okane, Tetsuo; Arita, Masashi*; Shimada, Kenya*; Namatame, Hirofumi*; Taniguchi, Masaki*; Kobayashi, Keisuke*; Kobayashi, Masaki*; Fujimori, Atsushi*

軟X線磁気円二色性(XMCD)及び硬X線光電子分光(HXPES)を用いて、エピタキシャル成長させたCaMn$$_{1-x}$$Ru$$_{x}$$O$$_{3}$$(x=1.0, 0.5)薄膜の電子,磁気構造を調べた。XMCD測定の結果RuとMnのスピン磁気モーメントが反並行の関係を持っていることがわかった。またHXPES測定の結果Ruの4d電子の構造がE$$_{F}$$近傍に存在し、一方Mn 3d電子の構造はE$$_{F}$$よりやや下の位置に存在することがわかった。以上結果より、Sr$$_{2}$$FeMoO$$_{6}$$などのダブルペロブスカイトと類似した機構により、局在的なMn 3d t$$_{2g}$$と遍歴的なRu 4d t$$_{2g}$$の間で反強磁性的な相互作用が起こり、その結果強磁性が現れるものと考えられる。

We have studied the electronic and magnetic properties of epitaxially grown CaMn$$_{1-x}$$Ru$$_{x}$$O$$_{3}$$ (x = 1.0, 0.5) thin films by X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) and hard X-ray photoemission spectroscopy (HXPES). The XMCD studies indicated that the spin moments of Mn and Ru are aligned in the opposite directions. The HXPES spectra indicated the Ru 4d states at around the Fermi edge (E$$_{F}$$) and the Mn 3d states below E$$_{F}$$. From these results, we propose that the localized Mn 3d t$$_{2g}$$ states and the itinerant Ru 4d t$$_{2g}$$ band are antiferromagnetically coupled and give rise to ferromagnetism, in analogy with the mechanism proposed for the double perovskite oxides such as Sr$$_{2}$$FeMoO$$_{6}$$.

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