スピン偏極陽電子消滅法によるNi添加ZnO空孔誘起磁性の評価

Evaluation of vacancy-induced magnetizm of Ni-doped ZnO powder using spin-polarized positron annihilation spectroscopy

前川 雅樹; 河裾 厚男

Maekawa, Masaki; Kawasuso, Atsuo

酸化亜鉛(ZnO)は、Niを添加することで強い磁気効果を発現することが知られており、希薄磁性半導体のベース材料として注目されている。しかし磁性の起源は明確ではなく、磁性原子であるNi原子のZn置換、Niナノクラスタ析出、ZnOの格子欠陥など様々なモデルが提唱されている。我々はZnO格子欠陥と磁性の関係を明らかにすることを目的として、ZnOにNiを添加すべく作製したZnO/NiO粉末混合焼結体に対し、格子欠陥と電子スピンの両方を同時に検出できるスピン偏極陽電子消滅法を適用した。陽電子線源にはTIARAサイクロトロンで生成した高スピン偏極陽電子(偏極率70%)を放出するGe-68線源を用いた。Ni添加量が最も多くなる50%の試料について、1T磁場を印加しながら磁場反転に対する消滅線エネルギー分布の変化を調べたところ、明瞭な変化は見られなかった。これは陽電子が捕獲されるバルク内部の格子欠陥には磁性を誘起する電子スピンは存在しないことを示唆している。

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