(57)【要約】【課題】  磁性と電気伝導性とを同時に制御することが可能である、インジウム化合物スピントロニクス材料を提供する。【解決手段】  インジウム酸化物に、Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ、並びにＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂから選ばれる１つ以上の元素がドープされて成り、単位胞の点対称性が、酸化スカンジウム型結晶構造の格子並進構造を有するインジウム化合物スピントロニクス材料を構成する。【選択図】        図１   
2005239513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウム酸化物に、
Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ、並びにＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂから選ばれる１つ以上の元素がドープされて成り、
単位胞の点対称性が、酸化スカンジウム型結晶構造の格子並進構造を有する
ことを特徴とするインジウム化合物スピントロニクス材料。
【請求項２】
前記ドープされた元素とインジウムとの組成比が３：７未満であり、スピングラス転移を生じる性質を有すると共に、前記スピングラス転移の転移温度以下において、ドープされた元素のイオンが形成するスピンクラスターによりクラスターグラス現象が発現する特性を有することを特徴とする請求項１に記載のインジウム化合物スピントロニクス材料。
【請求項３】
前記ドープされた元素とインジウムとの組成比が３：７以上であり、ドープされた元素間に働く長距離的相互作用により、強磁性を示すことを特徴とする請求項１に記載のインジウム化合物スピントロニクス材料。
【請求項４】
前記ドープされた元素に加えて、Ｓｎがドープされていることを特徴とする請求項１に記載のインジウム化合物スピントロニクス材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遷移金属元素Ｍ（Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ）、もしくは希土類元素Ｒ（Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ）等の磁性元素がインジウム酸化物にドープされ、単位胞の点対称性が酸化スカンジウム型結晶構造の格子並進構造を有するインジウム化合物スピントロニクス材料に関する。
本発明のインジウム化合物スピントロニクス材料は、透明電極として実用化されているＩｎ２Ｏ３の透光性、導電性、安定性に加え、更に磁性をも具備するので、これらの特性が共に要求されるデバイスに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレクトロニクスの主要部分を構成している半導体の分野では、電子の電荷とスピンが独立の存在として認識され、電荷移動をその機能発現に利用してきた。
【０００３】
これに対して、近年、電子の電荷とスピンの機能とを相乗的に利用したデバイス、即ちスピントロニクスデバイスが提案されている。
【０００４】
そして、新規のスピントロニクスデバイスの開発を目指して、ＧａＡｓＭｎ等の比較的バンドギャップの小さい化合物半導体を中心とした、有色のスピントロニクス材料の研究が盛んとなってきている（例えば非特許文献１〜非特許文献３参照。）。
また、可視光透過性に優れたワイドギャップをベースとしたスピントロニクス材料の研究例としては、ＴｉＯ２（例えば非特許文献４参照）、ＺｎＯ（例えば非特許文献５及び非特許文献６参照）、ＧａＮ（例えば非特許文献７及び非特許文献８参照）の報告がある。
【０００５】
【非特許文献１】T.Hayashi,M.tanaka,and T.Nishunaga,journal of Applied Physics 81,(1997),p.4865
【非特許文献２】H.Ohno,H.Munekata,T.Penney,S.von Molnar,and L.L.Chang,Physical Review Letter 68,(1992),p.2664
【非特許文献３】F.matukura,H.Ohno,A.Shen,and Y.sugawara,Physical Review B 57,(1998),p.2037
【非特許文献４】Y,matumoto,M.Murakami,T.shono,T.Hasegawa,T.Fukumura,M.Kawasaki,P.Ahmet,T.Chikyow,S.Koshihara,and h.koinuma,Science 291,(2001),p.854
【非特許文献５】K.Sato and H.katayama-Yosida,Japan Journal of Applied Physics 39,(2000),p.555
【非特許文献６】Y.M.Cho,W.K.Choo,H.Kim,D.Kim and Y.Ihm,Applied Physics Letter 80,(2002),p.3358
【非特許文献７】K.Sato, H.katayama-Yosida,Japan Journal of Applied Physics 40,(2001),p.485
【非特許文献８】M.Sato, H.Tanida,K.Kato,T.Sasaki,Y.Yamamoto,S.Shimizu and H.Hori, Japan Journal of Applied Physics 41,(2002),p.4513
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したＴｉＯ２系、ＺｎＯ系等の材料は、比較的電気伝導性の制御が困難なワイドギャップ酸化物であるため、これらをベースとしたスピントロニクス材料を開発することができたとしても、磁性と電気伝導性とを同時に制御することが必ずしも容易ではない、という問題がある。
このため、これらワイドギャップ酸化物では、電子の電荷とスピンの相乗的機能を最大限利用することは困難であると考えられる。
【０００７】
上述した問題の解決のために、本発明においては、磁性と電気伝導性とを同時に制御することが可能である、インジウム化合物スピントロニクス材料を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した問題に対応して、本発明者らは、電子の電荷とスピンの機能を相乗的に、且つ自由に制御可能である新規のスピントロニクス材料として、透明電極材料として実用化されているインジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）をベースに用い、さらに、Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ即ち３ｄ遷移金属元素Ｍ、もしくはＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ即ち希土類元素Ｒから選ばれる１つ以上の元素をドープすることを考えた。
これらの３ｄ遷移金属元素Ｍ及び希土類元素Ｒは、その元素がイオンとなったときに磁性を有する。そこで、説明を簡単にするために、以下、これらの元素を「磁性元素」と称して説明する。
【０００９】
インジウム酸化物にドープする磁性元素は、１種でも２種以上でもよく、３ｄ遷移金属元素Ｍ又は希土類元素Ｒのいずれでもよく、また３ｄ遷移金属元素Ｍと希土類元素Ｒとを共にドープしてもよい。
【００１０】
本発明では、インジウム酸化物に磁性元素をドープしたことにより、インジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）の透光性、導電性、安定性に加えて、さらに、磁性をも付与することができる。
そして、磁性元素のドープ量を制御することにより、磁性と電気伝導性とを制御することが可能であり、また光学的性質も制御することが可能である。
これにより、磁性と電気伝導性とを同時に制御することが可能なスピントロニクス材料を構成することができる。
そして、光照射や磁場印加等により、スピントロニクス材料の特性を切り替えたり、変調したりすることが可能となるものと期待される。
【００１１】
また、インジウム酸化物にドープした磁性元素が、原子％で全体（インジウムと磁性元素との合計）の３０％以上、即ちドープした磁性元素とインジウムとの組成比が３：７以上であるときには、遷移金属元素Ｍの３ｄ軌道間、もしくは希土類元素Ｒの４ｆ軌道間の相互作用が、インジウム化合物全体につながり、長距離相互作用を生じるようになる。これにより、インジウム化合物が強磁性を示すことになる。
【００１２】
一方、インジウム酸化物にドープした磁性元素が、原子％で全体（インジウムと磁性元素との合計）の３０％未満、即ちドープした磁性元素とインジウムとの組成比が３：７未満であるときには、上述の相互作用がインジウム化合物全体にはつながらず、一部分即ちクラスター毎に独立した挙動を示す。これにより、ドープした元素のイオンによって形成されるスピンクラスターによるクラスターグラス現象が発現することになる。
このクラスターグラス現象を利用して、スピントロニクスデバイスの特性に活用することも考えられる。
【００１３】
さらに、上述の磁性元素に加えて、錫Ｓｎをドープすることも可能である。
このように、インジウム酸化物に磁性元素に加えて錫Ｓｎをもドープしたときには、Ｓｎ４＋イオンを電子を供給するためのドーパントとして作用させて、高い電気伝導性を持たせることができる。
このとき、電子を供給する為のドーパントであるＳｎ４＋イオンのドーパント量を制御すれば、電気伝導性を比較的容易に制御することが可能となる。
さらには、インジウム酸化物にドープしたＳｎによる高い電気導電性に基づく伝導電子（ｓ電子）を媒介として、ｄ電子もしくはｆ電子の局在モーメント間の磁気的相互作用（ＲＫＫＹ相互作用）が生じて、強磁性への転移が生じるものと期待される。
【００１４】
なお、本発明において、酸化インジウムへの元素をドープする方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の様々な方法が可能である。
例えば、酸化インジウムにドープする元素をイオン注入する方法、インジウム原料とドープする元素の原料とを用いて同時に堆積成長させる方法、インジウム化合物とドープする元素の化合物とを混合して合成する方法、等々の方法が考えられる。
【発明の効果】
【００１５】
上述の本発明によれば、光学的性質、電気的性質、磁気的性質を容易に制御でき、光照射や磁場印加等により、スピントロニクス材料の機能をスイッチングや変調できる可能性がより大きくなる。
そして、デバイスの必要性に応じて、電気伝導性と磁性とを選択できる。
従って、スピントロニクス材料を、ＭＲＡＭや透明なスピンＦＥＴ、スピン偏極点電子源等、幅広く応用することが期待される。
本発明により、以上のような優れた効果が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の特徴を、具体的な形態によって、より詳細に説明する。
【００１７】
（Ａ．インジウム化合物の合成方法）
ここでは、前述した、インジウム化合物とドープする磁性元素の化合物とを混合して合成する方法について説明する。
そして、インジウム化合物と磁性元素の化合物として、それぞれ塩化物水溶液を用いた場合を説明する。
【００１８】
まず、インジウム塩化物水溶液と、磁性元素（遷移金属元素Ｍ又は希土類元素Ｒ）塩化物水溶液とを、組成式（Ｉｎ１−ｘＭｘ）２Ｏ３又は（Ｉｎ１−ｘＲｘ）２Ｏ３表したときの所望のｘ値（０＜ｘ＜１．０）となるように混合する。
次に、混合物を室温で２４時間攪拌し、さらに乾燥する。
その後、酸素中９００℃で１時間焼成する。
これにより、磁性元素がドープされたインジウム化合物を合成することができる。
【００１９】
（Ｂ．合成した試料の特性測定及び測定機器）
合成した試料について、以下に示す各種の特性を測定した。合わせて、使用した測定機器も示す。
１．Ｘ線回折パターンの測定：リガク（株）製Ｘ線回折装置GeigerFlex2013を用いた。
２．光吸収スペクトルの測定：日本分光（株）製可視紫外分光光度計（JASCO V-550 ）に積分球を併用・付設して拡散反射スペクトルを測定した。
３．ＤＶ−Ｘα法を用いたモデルクラスター電子構造計算：アンドープの酸化インジウムＩｎ２Ｏ３に相当する（Ｉｎ１３Ｏ４２）４５−クラスターの電子状態密度（ＤＯＳ）と、（Ｉｎ２Ｏ３）の８ｂサイトと２４ｄサイトのＩｎ３＋イオンをそれぞれＸ３＋イオン（Ｘは磁性元素）で置換した（ＸＩｎ１２Ｏ４２）４６−クラスターの電子状態密度（ＤＯＳ）とを計算した。
４．磁気物性の測定：超伝導量子干渉素子帯磁率計Quantum Design MPMS 5s を用いた。
【００２０】
（Ｃ．合成した試料の特性測定結果）
上述した方法により合成した、インジウム化合物の試料について、上述した各種の特性を測定した結果、組成のｘ値即ち磁性元素のドープ量の異なる様々な試料において、共通して下記のような結果が得られた。
【００２１】
まず、Ｘ線回折パターンでは、酸化インジウムＩｎ２Ｏ３の結晶構造に帰属可能な回折ピークのみが観測され、異相は検出されなかった。
次に、光吸収スペクトルでは、磁性元素をドープした場合、ドープしていない（アンドープの）酸化インジウムＩｎ２Ｏ３には存在しない、新たな光吸収が観測されることが確認された。
【００２２】
また、ＤＶ−Ｘα法を用いたモデルクラスター電子構造計算では、アンドープのインジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３に相当する（Ｉｎ１３Ｏ４２）４５−クラスターの電子状態密度（ＤＯＳ）を計算した結果から、（Ｉｎ２Ｏ３）の価電子帯は酸素Ｏの２ｐ軌道からなり、伝導帯はインジウムＩｎの５ｓ軌道からなることが確認された。
そして、（Ｉｎ２Ｏ３）の８ｂサイトと２４ｄサイトのＩｎ３＋イオンをそれぞれＸ３＋イオン（Ｘは磁性元素；３ｄ遷移金属元素Ｍ又は希土類元素Ｒ）で置換した（ＸＩｎ１２Ｏ４２）４６−クラスターの電子状態密度（ＤＯＳ）を計算した結果から、Ｉｎ３＋イオンをＸ３＋イオンで置換すると、遷移金属元素Ｍの３ｄ軌道もしくは希土類元素Ｒの４ｆ軌道起源のＤＯＳが、バンドギャップ内に形成されることが確認された。
このＤＯＳは、磁性元素をドープしたインジウム酸化物で観測された拡散反射スペクトルと良く対応することから、新たな光吸収は、Ｉｎ３＋イオンを置換した遷移金属元素Ｍの３ｄ軌道もしくは希土類元素Ｒの４ｆ軌道に係わる電子の遷移によるものであることが確認された。さらに、この遷移金属元素Ｍの３ｄ軌道もしくは希土類元素Ｒの４ｆ軌道の電子スピンＤＯＳは、非対称形となっており、具体的にはフェルミレベル以下では片方のスピンのみとなっており、強い磁気的相互作用の発現が期待できることが確認された。
【００２３】
また、磁気特性を測定した結果から、磁性元素Ｘをドープすると、非磁性体であるインジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３に、磁気的相互作用が発現することが確認された。
従って、磁性元素をインジウム酸化物にドープすることにより、磁性が付与されることがわかる。
【００２４】
ところで、磁性元素をインジウム酸化物にドープした、本発明のインジウム化合物スピントロニクス材料は、前述したように、ＭＲＡＭや、スピンＦＥＴ、スピン偏極点電子源等幅広い応用が期待される。
【００２５】
ＭＲＡＭ（磁気メモリ）に用いる場合には、例えば、情報を記憶する記録層に本発明のインジウム化合物スピントロニクス材料を用いて、さらに、磁化の向きが固定された今日磁性層（磁化固定層）等を、記憶の基準となる参照層として設けて、ＭＲＡＭを構成することが考えられる。
【００２６】
スピンＦＥＴに用いる場合には、チャネルとなる部分に本発明のインジウム化合物スピントロニクス材料を用いて構成することが考えられる。また、基板材料をインジウム酸化物として、ＦＥＴのチャネルとなる部分に磁性元素をイオン注入することも考えられる。
【００２７】
次に、本発明の具体的な実施例を示す。
【００２８】
（実施例１）
〔（Ｉｎ１−ｘＦｅｘ）２Ｏ３の合成〕
まず、ＩｎＣｌ３水溶液とＦｅＣｌ３水溶液とを、組成式（Ｉｎ１−ｘＦｅｘ）２Ｏ３においてｘ＝０．０７５となるように混合した。
続いて、混合水溶液を、室温で２４時間攪拌して、乾燥した。
その後、酸素中９００℃で１時間焼成して粉末を得て、実施例１の試料とした。
【００２９】
（比較例１）
また、比較対照として、上記組成式においてｘ＝０の化合物即ちＩｎ２Ｏ３を、実施例１と同様にして（ＩｎＣｌ３水溶液を室温で２４時間攪拌して、乾燥した後に、酸素中９００℃で１時間焼成して粉末を得る）、合成した。これを比較例１の試料とした。
【００３０】
〔各種特性の測定〕
得られた実施例１の試料について、前述した各種特性の測定を下記のように行った。また、比較例１の試料については、Ｘ線回折パターンの測定及び光吸収スペクトルの測定を行った。
１．Ｘ線回折パターンの測定：リガク（株）製Ｘ線回折装置GeigerFlex2013を用いて、Ｘ線回折パターンの測定を行った。
２．光吸収スペクトルの測定：日本分光（株）製可視紫外分光光度計（JASCO V-550 ）に積分球を併用・付設して拡散反射スペクトルを測定した。
３．ＤＶ−Ｘα法を用いたモデルクラスター電子構造計算：アンドープのインジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３に相当する（Ｉｎ１３Ｏ４２）４５−クラスターの電子状態密度（ＤＯＳ）と、（Ｉｎ２Ｏ３）の８ｂサイトと２４ｄサイトのＩｎ３＋イオンをそれぞれＸ３＋イオン（Ｘは磁性元素）で置換した（ＸＩｎ１２Ｏ４２）４６−クラスターの電子状態密度（ＤＯＳ）とを計算した。
４．磁気物性の測定：超伝導量子干渉素子帯磁率計Quantum Design MPMS 5s を用いて、以下の各磁気物性を測定した。
（１）直流磁化率の温度依存性の測定：印加磁場を１００Ｇとして、超伝導転移温度以上で磁場を印加しそのまま冷やして超伝導状態にするField-cooled（ＦＣ）と、磁場を印加しないままで超伝導転移温度以下に冷やして超伝導状態にした上で磁場を印加するZero-field-cooled （ＺＦＣ）との２つの方法により、それぞれ直流磁化率の温度依存性の測定を行った。
（２）交流磁化率の温度・周波数依存性の測定：周波数を３Ｈｚ，１０Ｈｚ，３０Ｈｚ，１００Ｈｚ，３００Ｈｚ，１０００Ｈｚと変えて、それぞれ交流磁化率の温度依存性の測定を行った。
（３）非線形磁化率の温度・周波数依存性の測定：周波数を３Ｈｚ，１０Ｈｚ，３０Ｈｚ，１００Ｈｚ，３００Ｈｚ，１０００Ｈｚと変えて、それぞれ非線形磁化率の温度依存性の測定を行った。
【００３１】
まず、実施例１及び比較例１の各試料の粉末に対して、Ｘ線回折パターンの測定結果から、生成相の同定と格子定数の決定を行った。得られた各試料のＸ線回折パターンを並べて図１に示す。
【００３２】
図１より、いずれの試料でも、インジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３の結晶構造に帰属可能な回折ピークのみが観測され、異相は検出されなかった。
Ｆｅをドープした実施例１の試料（ｘ＝０．０７５）では、格子定数は１０．０８８Åであった。ドープしていない比較例１の試料（ｘ＝０）の格子定数は１０．１１８Åであり、Ｆｅをドープすると格子定数が小さくなった。
つまり、格子点のＩｎ３＋（０．９４Å）を、Ｆｅ３＋（low spin：０．６９Å、high spin ：０．７９Å）が置換していると考えられる。
【００３３】
次に、実施例１及び比較例１の各試料の光吸収スペクトルを図２に示す。
図２より、Ｆｅをドープした実施例１の試料（ｘ＝０．０７５）では、約２．３ｅＶに光吸収が観測された。これは、比較例１の試料（ｘ＝０）では見られない光吸収である。
【００３４】
前述したように、ＤＶ−Ｘα法を用いたモデルクラスター電子構造計算を行った結果から、アンドープのインジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３に相当する（Ｉｎ１３Ｏ４２）４５−クラスターの電子状態密度（ＤＯＳ）より、インジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３の価電子帯は酸素Ｏの２ｐ軌道からなり、伝導帯はインジウムＩｎの５ｓ軌道から形成されている。
【００３５】
次に、インジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３の８ｂサイトと２４ｄサイトのＩｎ３＋イオンとをそれぞれＦｅ３＋イオンで置換した（ＦｅＩｎ１２Ｏ４２）４６−クラスターの電子状態密度（ＤＯＳ）を図３Ａ及び図３Ｂに示す。図３Ａはインジウム酸化物の８ｂサイトをＦｅ３＋イオンで置換した場合の電子状態密度（ＤＯＳ）を示し、図３Ｂはインジウム酸化物の２４ｄサイトをＦｅ３＋イオンで置換した場合の電子状態密度（ＤＯＳ）を示している。
図３Ａ及び図３Ｂより、いずれのサイトでも、Ｉｎ３＋イオンをＦｅ３＋イオンで置換すると、Ｆｅ３ｄ軌道起源のＤＯＳがバンドギャップ内に形成されることが確認された。このＤＯＳは、Ｆｅをドープしたインジウム酸化物で確認された拡散反射スペクトルとよく対応しており、前述した約２．３ｅＶの光吸収は、Ｉｎ３＋イオンを置換したＦｅ３＋イオンの３ｄ軌道に係わる電子の遷移によるものであると考えられる。
【００３６】
次に、インジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３の８ｂサイトと２４ｄサイトのＩｎ３＋イオンとをそれぞれＦｅ３＋イオンで置換した場合における、Ｆｅの３ｄ電子のスピンＤＯＳを図４Ａ及び図４Ｂに示す。図４Ａはインジウム酸化物の８ｂサイトをＦｅ３＋イオンで置換した場合のスピンＤＯＳを示し、図４Ｂはインジウム酸化物の２４ｄサイトをＦｅ３＋イオンで置換した場合のスピンＤＯＳを示している。
図４Ａ及び図４Ｂより、Ｆｅの３ｄ電子のスピンＤＯＳは非対称形となり、フェルミレベル以下では片方のスピンのみ（図４Ａではｕｐ  ｓｐｉｎ、図４Ｂではｄｏｗｎ  ｓｐｉｎ）となることから、強い磁気的相互作用の発現が期待できることがわかる。
【００３７】
次に、実施例１の試料について、直流磁化率の温度依存性の測定結果を図５に示す。図５においては、本図の２６５Ｋ〜２８０Ｋ付近の拡大図を挿入図で示している。
図５の挿入図より、約２７０ＫでField-cooled（ＦＣ）とZero-field-cooled（ＺＦＣ）の磁化率に差異が生じ始めることがわかる。
そして、図５の本図より、ＦＣの直流磁化率は温度低下と共に増加し、ＺＦＣの直流磁化率は、ＦＣの直流磁化率とだんだん離れて低下していくことがわかる。
このＦＣとＺＦＣの磁化率の挙動は、クラスターを形成することにより、クラスターグラスが発現しているためと考えられる。
また、ＦＣとＺＦＣの磁化率の両方において、３０Ｋでカスプ（尖点）が観測された。
【００３８】
次に、実施例１の試料について、交流磁化率の温度・周波数依存性の測定結果を図６に示す。
図６より、約２７０Ｋと約３０Ｋに磁化率の極大点が観測された。
そして、特に約２７０Ｋの極大点（温度）が、測定周波数の増大に伴って、高温側にシフトした。
このシフト量から見積もったδＴｐは約０．０２となり、この値はスピン（クラスター）グラス現象の可能性を示唆している。
【００３９】
次に、実施例１の試料について、非線形磁化率の温度・周波数依存性を図７に示す。
図７より、約２７０Ｋにカスプ（尖点）が観測され、発散的挙動を示すことが観測された。
このことから、インジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３の格子中のＩｎを置換したＦｅによって形成されるスピンクラスター間にフラストレーションが存在し、クラスターグラス現象が発現しているものと考えられる。
よって、インジウム酸化物ベースのスピントロニクス材料の合成に成功したといえる。
なお、非線形磁化率では、測定周波数を変化させても、カスプの温度はほとんどシフトしないことがわかる。
【００４０】
本発明は、上述した実施の形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のインジウム化合物スピントロニクス材料は、光学的、電気的、磁気的性質を同時に制御して、光照射や磁場印加等によって材料の機能をスイッチングや変調することができる可能性が、従来提案されているスピントロニクス材料よりも大である。
従って、本発明のインジウム化合物スピントロニクス材料は、ＭＲＡＭや、透明なスピンＦＥＴ材料、スピン偏極点電子源等幅広い応用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１及び比較例１の各試料のＸ線回折パターンを並べて示す図である。
【図２】本発明の実施例１及び比較例１の各試料の光吸収スペクトルを並べて示す図である。
【図３】Ａ、Ｂ  インジウム酸化物の８ｂサイトと２４ｄサイトのインジウムイオンをそれぞれＦｅ３＋イオンで置換したクラスターの電子状態密度（ＤＯＳ）を示す図である。
【図４】Ａ、Ｂ  インジウム酸化物の８ｂサイトと２４ｄサイトのインジウムイオンをそれぞれＦｅ３＋イオンで置換した場合におけるＦｅの３ｄ電子のスピンＤＯＳを示す図である。
【図５】本発明の実施例１の試料の直流磁化率の温度依存性の測定結果を示す図である。
【図６】本発明の実施例１の試料の交流磁化率の周波数・温度依存性の測定結果を示す図である。
【図７】本発明の実施例１の試料の非線形磁化率の周波数・温度依存性の測定結果を示す図である。
【図１】
2005239513.tif 000003
【図２】
2005239513.tif 000004
【図３】
2005239513.tif 000005
【図４】
2005239513.tif 000006
【図５】
2005239513.tif 000007
【図６】
2005239513.tif 000008
【図７】
2005239513.tif 000009