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Probing the changes in microscopic electronic structures across the magnetic transitions by photoemission dichroism under a magnetic field

Research Project

Project/Area Number 20K20900
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Sekiyama Akira  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40294160)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今田 真  立命館大学, 理工学部, 教授 (90240837)
海老原 孝雄  静岡大学, 理学部, 准教授 (20273162)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords光電子分光 / 二色性 / 磁性 / 偏光 / 磁気円二色性 / 磁場 / 強磁性 / 軌道対称性
Outline of Research at the Start

本研究課題では、従来殆ど不可能と思われていた磁場中における光電子分光を硬X線励起によって実現し、励起光の偏光制御による線/円二色性を組み合わせる。そしてこの手法で、現実の磁性電子系における(エネルギー分解能よりも遥かに小さい)強/反強磁性転移による軌道対称性まで含めた微視的電子状態変化を観測・解明することを目的とする。この目的を達成するために3dないしは4f軌道が不完全殻になっている化合物磁性体の磁場中光電子分光測定を行う。

Outline of Final Research Achievements

In this project, we have developed the sample holders under a magnetic field for photoemission dichroism, where the external magnetic field of 50-200 mT just above the sample surfaces has been achieved. Using these holders, we have successfully observed the magnetic dichroism in the Fe, Mn, and V 2p core-level photoemission spectra of a single-element crystal Fe, and of Mn2VAl.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Society5.0実現にはその環境を支える材料が不可欠であるが、とりわけ磁性材料はICT社会に不可欠と言える。一方で磁性材料に求められる性質は多岐にわたり、特に省電力の観点では軟磁性体が有力であるが、残留磁化が小さいことが開発に不可欠な物性解明を妨げることが多々あった。そこで本研究では従来禁忌ともされてきた磁場中光電子分光を実用化し光電子磁気円二色性を観測できるようになった。これは今後の磁性材料・機能制御の点で大きな進歩と言える。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Mn L2,3-edge EXAFS and Magnetic EXAFS Studies on the Halfmetallic Ferromagnet Co2MnSi2022

    • Author(s)
      Kogo Junya、Fujiwara Hidenori、Sekiyama Akira、Saitoh Yuji、Umetsu Rie Y.、Niki Kaori
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 91 Issue: 3 Pages: 034702-034702

    • DOI

      10.7566/jpsj.91.034702

    • NAID

      210000159606

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detecting halfmetallic electronic structures of spintronic materials in a magnetic field2021

    • Author(s)
      Fujiwara H.、Umetsu R. Y.、Kuroda F.、Miyawaki J.、Kashiuchi T.、Nishimoto K.、Nagai K.、Sekiyama A.、Irizawa A.、Takeda Y.、Saitoh Y.、Oguchi T.、Harada Y.、Suga S.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 18654-18654

    • DOI

      10.1038/s41598-021-97992-z

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] X線吸収磁気円二色性を用いた希土類化合物SmPt2Si2におけるPt磁性出現の可能性の検証2022

    • Author(s)
      藤本直央ほか
    • Organizer
      日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 共鳴非弾性軟X線散乱によるハーフメタル型ホイスラー合金Co2MnX (X= Si, Ga, Ge)のスピン偏極電子構造研究2022

    • Author(s)
      笠原理加ほか
    • Organizer
      日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁場中共鳴非弾性軟X線散乱(RIXS)による強磁性ホイスラー合金Co2FeSiのスピン偏極電子構造研究2021

    • Author(s)
      笠原理加ほか
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 直線偏光制御硬 X 線光電子分光によるホイスラー合金の価電子帯電子構造研究2021

    • Author(s)
      西本幸平ほか
    • Organizer
      日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] Photoelectron Spectroscopy -Bulk and Surface Electronic Structures- Second Edition2021

    • Author(s)
      S. Suga, A. Sekiyama, C. Tusche
    • Total Pages
      511
    • Publisher
      Springer Nature
    • ISBN
      9783030640729
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] Society 5.0実現への材料探索に! スピントロニクス材料の電子構造を可視化する新たな測定技術

    • URL

      https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2021/20210921_3

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 阪大基礎工関山研

    • URL

      http://decima.mp.es.osaka-u.ac.jp/

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2023-01-30  

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