表題番号：2005A-874 日付：2006/04/04
研究課題希薄磁性半導体中の磁性元素の局所環境解析
研究者所属（当時） 資格 氏名
（代表者） 理工学術院 助教授 山本　知之
研究成果概要
磁性元素を希薄に含む半導体（希薄磁性半導体）中における磁性元素の局所環境を第一原理計算とXANES(X-ray Absorption Near-Edge Structure：X線吸収端微細構造）測定を用いた解析を目指し，本年度においては，様々な環境（焼成温度および雰囲気）における試料作製，それらの環境を考慮した第一原理計算による磁性元素の局所環境の予測及びXANESスペクトルの予測を行った．500～1000℃の範囲内で焼成温度を変えてFe, Co添加SnO2を固相反応法により大気中及びAr雰囲気中で焼成し試料作製を行った．作製した試料を，粉末X線回折法を用いて磁性元素の置換固溶に伴う格子定数の変化などの構造解析，ならびに析出物の有無及び同定等の検討を行った．本実験により，焼成温度と析出物の種類ならびに量を系統的なデータを得ることが出来た．粉末X線回折実験により高温焼成による磁性元素（Fe, Co）の置換固溶に伴う格子定数の変化が見られ，その変化は第一原理擬ポテンシャル計算の結果と調和的であった．そこで，第一原理擬ポテンシャル計算によって得られた磁性元素周辺の構造を用いて，磁性元素の局所環境を非常に敏感に検知することが可能であるXANESスペクトルの予測を行った．その結果，粉末X線回折実験では検知することが困難であるnmオーダーの析出物やSnO2中に置換固溶しているFe,CoのXANESスペクトルは，標準物質となるFe, Coの酸化物のそれらとは形状が大きく異なることが予測され，XANESスペクトルを系統的に比較することで，磁性元素の局所環境を十分に解析可能であることがわかった．