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軟X線マイクロビームと深さ分解XMCDを組み合わせた磁性薄膜の三次元解析法の開発

Research Project

Project/Area Number 17681013
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nanomaterials/Nanobioscience
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization (2006-2007)
The University of Tokyo (2005)

Principal Investigator

雨宮 健太  High Energy Accelerator Research Organization, 物質構造科学研究所, 准教授 (80313196)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥30,420,000 (Direct Cost: ¥23,400,000、Indirect Cost: ¥7,020,000)
Fiscal Year 2007: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2006: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2005: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Keywords軟X線 / マイクロビーム / 磁性薄膜 / 三次元解析 / 深さ分解 / Fe / Cu薄膜 / 分子吸着 / Ni / Co / Ru薄膜 / 軟X線マイクロビーム / 二段階集光K-Bミラーシステム / 深さ分解XMCD / 三次元磁気解析
Research Abstract

独自の設計に基づいて作成した二段階集光マイクロビームシステムに,ミラーからの電子が検出器に入らないように改良を加えたうえでSPring-8 BL23SUに設置し,Fe/Ni/Cu(100)磁性薄膜についてマイクロビームと深さ分解XMCDを組み合わせた三次元磁気解析を行った。この実験から以下のような二つの結果を得ることが出来た。
1.Ni(6 ML)/Cu(100)薄膜を面内方向に磁化し,その後でFeのマイクロパターンを蒸着して三次元XMCD測定を行った。200μm×40μmの試料に関して詳細な解析を行ったところ,試料の中心付近では通常の磁化容易軸の方向にきれいにスピンが配列しているものの,端の方ではそれが最大45度程度,面内方向で回転していることがわかった。さらに,通常の磁化容易軸を向いている部分と斜めの部分のそれぞれで深さ分解をしたところ,前者では特に表面と内部で違いは見られなかったのに対し,後者では表面において特異なXMCDスペクトルが観測され,通常とは異なる特殊な磁気状態にあることがわかった。
2.同じく面内方向に磁化したNi(6 ML)/Cu(100)薄膜の上に,位置によって厚さが少しずつ変わるようにFeを蒸着し,マイクロビームの位置分解能を利用して詳細なFe膜圧依存を測定した。予想通り,面内→面直→面内という二回のスピン再配列転移が観測されたが,最後の面内領域では最初に比べて90度磁化が回転していることがわかった。さらに,転移の過程を詳しく見ると,斜め磁化と思われる領域があったり,同じ斜めでも突然逆側に倒れる部分があったりと,単純な面内⇔面直の行き来ではないことが明らかになった。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2008 2007 2006 2005 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Anomalous magnetic phases in Fe/Cu (001) ultrathin films induced by CO adsorption2008

    • Author(s)
      H. Abe, K. Amemiya, D. Matsumura, J. Miyawaki, E. O. Sako, T. Ohtsuki, E. Sakai and T. Ohta
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 77

      Pages: 54409-54409

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-Step Kirkpatrick-Baez System: Compact Optics for X-ray Microfocusing2007

    • Author(s)
      K. Amemiya, E. O. Sako, J. Miyawaki and H. Abe
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

      Pages: 3640-3643

    • NAID

      40015421765

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design concept for a high-resolution variable included angle grazing incidence monochromator with a varied line spacing grating and a new optics for microfocusing2007

    • Author(s)
      K.Amemiya, H.Abe, J.Miyawaki, E.O.Sako, T.Ohta
    • Journal Title

      AIP Conf. Proc. 879

      Pages: 463-463

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Spin Reorientation Transition in Ultrathin Co Films on Ru(0001) Induced by Ru Capping2007

    • Author(s)
      J.Miyawaki, D.Matsumura, H.Abe, T.Otsuki, E.Sakai, K.Amemiya, T.Ohta
    • Journal Title

      AIP Conf. Proc. 882

      Pages: 505-505

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Depth-resolved XMCD application to Fe/Ni/Cu(001) films2007

    • Author(s)
      H.Abe, K.Amemiya, D.Matsumura, T.Ohtsuki, E.Sakai, T.Yokoyama, T.Ohta
    • Journal Title

      AIP Conf. Proc. 882

      Pages: 384-384

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Surface structure of CO on Co/Pd(111) magnetic thin films and its effect on the spin reorientation transition of the film2006

    • Author(s)
      D.Matsumura, K.Amemiya, S.Kitagawa, T.Shimada, H.Abe, T.Ohta, H.Watanabe, T.Yokoyama
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 73

      Pages: 174423-174423

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Spin reorientation transitions of Fe/Ni/Cu(001) studied by using the depth-resolved x-ray magnetic circular dichroism technique2006

    • Author(s)
      H.Abe, K.Amemiya, D.Matsumura, S.Kitagawa, T.Ohta, H.Watanabe, T.Yokoyama
    • Journal Title

      J. Magn. Magn. Mater. 302

      Pages: 86-86

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Anomalous behavior of satellite features at the surface and interface in the Ni L-edge x-ray absorption spectra2005

    • Author(s)
      K.Amemiya, E.Sakai, D.Matsumura, H.Abe, T.Ohta
    • Journal Title

      Physical Review B 72

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Two-Step Kirkpatrick-Baez System : Compact Optics for X-ray Microfocusing

    • Author(s)
      K.Amemiya, E.O.Sako, J.Miyawaki, H.Abe
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. (印刷中)

    • NAID

      40015421765

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Spin reorientation transitions of Fe/Ni/Cu(001) studied by using the depth-resolved x-ray magnetic circular dichroism technique

    • Author(s)
      H.Abe, K.Amemiya 他
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials (印刷中)

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      2005 Annual Research Report
  • [Presentation] 深さ分解XAFS法を用いた表面・界面の磁性および原子構造の観察2008

    • Author(s)
      雨宮健太, 松村大樹, 北川聡一郎, 宮脇淳, 阿部仁, 坂井延寿, 佐古恵理香, 酒巻真粧子, 横山利彦, 太田俊明
    • Organizer
      日本物理学会年会
    • Place of Presentation
      東大阪
    • Year and Date
      2008-03-24
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 深さ分解XMCD法による磁性薄膜の表面・界面の観察と三次元マイクロXMCD法への展開2008

    • Author(s)
      雨宮健太
    • Organizer
      日本物理学会年会
    • Place of Presentation
      東大阪
    • Year and Date
      2008-03-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元マイクロXMCD法によるFe/Ni/Cu(100)薄膜磁性の研究2007

    • Author(s)
      雨宮健太, 阿部仁, 佐古恵理香, 宮脇淳, 酒巻真粧子
    • Organizer
      日本物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Two-step Kirkpatrick-Baez microfocusing system and its application to three-dimensional magnetic analyses2007

    • Author(s)
      K. Amemiya, E. O. Sako, J. Miyawaki, H. Abe, and M. Sakamaki
    • Organizer
      The 15th International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics
    • Place of Presentation
      Berlin
    • Year and Date
      2007-07-30
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元XAFSへの道(2)-初めての三次元測定-2007

    • Author(s)
      雨宮健太, 佐古恵理香, 宮脇淳, 阿部仁, 酒巻真粧子
    • Organizer
      第10回XAFS討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2007-07-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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