반쪽 금속 호이슬러 화합물 Mn3Ga의 연 X선 방사광 분광 연구

Abstract

이 연구에서는 방사광을 이용한 연 X-선 흡수 분광법(soft X-ray absorption spectroscopy: XAS)과 광전자 분광법(photoemission spectroscopy: PES) 을 이용하여 반쪽금속 반강자성체 후보 물질인 <TEX>$Mn_3Ga$</TEX> 호이슬러 화합물의 전자구조를 연구하였다. 이 연구에 사용된 시료는 full-Heusler <TEX>$Mn_3Ga$</TEX>로 ball milling 후 열처리하지 않은 시료와 ball milling 후 <TEX>$400^{\circ}C$</TEX>에서 열처리한 두 시료를 사용하였다. XAS 분석에 의하면 <TEX>$Mn_3Ga$</TEX>에서 Mn 이온들의 원자가는 <TEX>$Mn^{2+}$</TEX> 상태임을 알 수 있었으며, 국소적으로 팔면체 대칭성을 가진 Mn 이온들과 사면체 대칭성을 가진 Mn 이온들이 섞여 있음을 알 수 있었다. 그리고 <TEX>$Mn_3Ga$</TEX>의 가전자띠 PES 스펙트럼은 전자구조 계산에 의한 반쪽 금속성 상태밀도와 대체로 유사함을 발견하였다. By employing photoemission spectroscopy (PES) and soft X-ray absorption spectroscopy (XAS), the electronic structure of the candidate half-metallic antiferromagnet of <TEX>$Mn_3Ga$</TEX> Heusler compound has been investigated. We have studied two ball-milled <TEX>$Mn_3Ga$</TEX> powder samples, one after annealing and the other without annealing, respectively. Based on the Mn 2p XAS study, we have found that Mn ions are nearly divalent in <TEX>$Mn_3Ga$</TEX> and that the Mn ions having the locally octahedral symmetry and those having the locally tetrahedral symmetry are both present in <TEX>$Mn_3Ga$</TEX>. We have found relatively good agreement between the measured valence-band PES spectrum of <TEX>$Mn_3Ga$</TEX> and the calculated density of states, which is in agreement with the half-metallic electronic structure of <TEX>$Mn_3Ga$</TEX>.