4d遷移金属超薄膜のスピン分布観察による磁性評価と強磁性発現機構の解明
| 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 |
松山 秀生 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 | Pd / SrTiO3 / 超薄膜 / スピン偏極 / STM / Cu / スピン / 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 Annual Research Achievements |
Pd(001)超薄膜が強磁性を発現すると報告した慶應大グループと同様の手法でPdの成膜を様々な条件で行ったが、我々の装置ではエピタキシャル成長したPd膜は得られなかった。STO(001)基板上にPd (001)、Pd(111)微粒子を形成し、スピン偏極STM（SP-STM）でその磁性を評価したが、強磁性を示す有意な結果は得られなかった。Kirschner等はCu(001)基板上にPd(001)エピタキシャル膜を作製し、Pd膜内に量子井戸状態が形成することを報告している（Phys. Rev. B 73, 035429 (2006)）。これを参考にCu(001)基板上に原子レベルで平坦なテラスとステップで構成されたPd(001)エピタキシャル膜が形成していることをSTMで確認し、微分コンダクタンスdI/dVのバイアス電圧依存性よりPd膜厚内に量子井戸状態が形成されていると結論した。さらにCr多結晶磁性探針を使用して、フェルミ面での状態密度が大きくなることが期待できる8、9 MLのPd(001)超薄膜の磁性を室温で評価した。得られたdI/dV像の平坦なテラス内に明暗のコントラストが得られた。これは多磁区構造を取る磁性薄膜のスピン像と解釈できるが、Pdが強磁性を発現していると結論づけるには、さらにデータの蓄積を必要である。上記のPd微粒子の成果とSTO(001)に形成される再構成面の成果を日本物理学会2023年秋季大会で報告した。また、Cu(001)上のPd(001)超薄膜の成果は北海道大学理学院物性物理学専攻の修士論文「スピン偏極走査トンネル顕微鏡を用いたCu(100)基板上のPd薄膜の研究」にまとめた。
|
Report
(4 results)
Research Products
(7 results)
