| Project/Area Number |
20K05316
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
MATSUYAMA Hideo 北海道大学, 理学研究院, 特任准教授 (50374187)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
|
|---|
| Keywords | スピン / Pd / 超薄膜 / 量子井戸 / SrTiO3 / スピン偏極 / STM / Cu / 強磁性 / 走査トンネル顕微鏡 / トンネル顕微鏡 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
パラジウム（Pd）は磁性をもたない貴金属であるが、近年単結晶Pd薄膜の特定の膜厚において室温で強磁性が発現すると報告された。しかし、磁気転移温度、磁気異方性など不明な点が多く、実験データの蓄積が期待されている。一方、この現象を説明する理論が提案されているが、この理論では強磁性が発現する膜厚から1原子層ずれるだけで非磁性になることが予想されている。しかし、これまでの実験では原子1層の精度の議論はできなかった。そこで原子レベルで平坦な理想的なPd薄膜を作製し、その磁性をスピン偏極走査トンネル顕微鏡（SP-STM）を用いて評価し、その磁性とナノ構造の関係を明らかにする。
|
| Outline of Final Research Achievements |
Although Pd is a non-magnetic material, it has been reported that ferromagnetism occurs in ultra-thin Pd films on STO(001) material. However, there are no reports directly observing the spin distribution of Pd thin films. Initially, we planned to deposit ultra-thin Pd films on STO, but although we tried deposition under various conditions, we were unable to obtain a Pd epitaxial film. Therefore, we deposited ultra-thin Pd films on a Cu(001) substrate and observed differential conductance dI/dV images of the Pd film by using spin-polarized STM with antiferromagnetic Cr tip at room temperature. We obtained bright and dark contrast within the flat terrace of the obtained dI/dV image. It can be interpreted as a spin contrast of a magnetic thin film with a multi-domain structure, but more experimental data will be needed to conclude that Pd exhibits ferromagnetism.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
慶應大のグループはSTO(001)基板上にPd超薄膜を成膜し、基板を含めた試料の磁化測定からある特定の膜厚でPdに強磁性が発現すると結論付けた。しかし、試料には大きな常磁性成分があり、また磁性不純物も混入する可能性があるため、Pd超薄膜のスピン分布を直接観察することが望まれていた。STO基板上に原子レベルで平坦なPd超薄膜を成膜することはできなかったが、Cu(001)基板上に形成することに成功し、スピン偏極STMでPd薄膜を観察し、スピンに依存すると考えられるコントラストを得た。Pd薄膜が強磁性を発現したと結論付けることはまだできないが、データの蓄積を進めることで結論を導くことが可能である。
|
