微小領域の磁性を対象とする測定技術の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09236102
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 佐藤 勝昭 東京農工大学, 工学部, 教授 (50170733)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宝野 和博 科学技術庁, 金属材料技術研究所, 主任研究官 ; 武笠 幸一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001280) ; 綱島 滋 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80023323) ; 小口 多美夫 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (90253054) ; 伊藤 彰義 日本大学, 理工学部, 教授 (60059962)
• Keywords: 近接場磁気光学顕微鏡 / 非線形磁気光学 / スピン偏極表面状態 / 局所スピン密度近似 / カースペクトルの理論計算 / Co-Pt規則合金 / スピン偏極STM / 高分解能電子顕微鏡

Research Abstract

昨年度以来高性能化をはかりつつある近接場磁気光学顕微鏡については、光ファイバープローブの偏光伝搬特性をStokesパラメータに用いて評価し、波長板として動作することを確認した。これより、適切な光学的補償を行うことによってPt/CoのMOディスクに記録された記録パターンのクリアな磁気光学イメージを得ることに成功した。非線形磁気光学については、モードロックTi-sapphireレーザを用いた測定システムを完成、非整数原子層を有するFe/Au人工格子において、23度におよぶ大きな非線形磁気光学カー回転角を見いだした。(佐藤)
STMを用いたAu(001)面上でFe超薄膜の仕事関数測定を行い、元素のナノスケールのマッピングに成功した。また強磁性探針を用いたFe(001)面のトンネル分光を行いスピン偏極したSurface Stateを検出した。Co/Cu人工格子膜形成過程の分子動力学シミュレーションを行い、界面付近のナノスケールの構造が基板配向、成膜条件により大きく変わることを見出した。(伊藤)
局所スピン密度近似の範囲での電子状態計算の結果を用い、Kubo公式に基づき光学伝導度を計算し、磁気光学カー効果を求める計算手法を開発した。この手法を、まずBCC鉄に応用し計算の精度や収束性を評価した。また、Fe/Pt、Fe/Au等の磁性金属多層膜系にも応用し、実験結果との比較を行うとともに、カースペクトルの電子論的な起源に関して議論を進めた。(小口)
CoPt規則合金薄膜の結晶構造,磁気異方性および磁気光学効果について調べた。MgO(111)基板上に300℃でMBE成長させたCo50Pt50膜は、CuPt型規則構造となって膜面垂直方向に非常に大きな磁気異方性を示した。また,不規則相とは異なるKerrスペクトルを示した。光磁気記録において光ビームが非常に小さくなった場合にも熱磁気記録が可能かどうかの計算機シミュレーションを行った。その結果,遷移金属リッチのTbFeCo膜に0.1mW,10μsecの光パルスで0.05μm径の記録磁区を書き込むことができた。(綱島)
スピン偏極-STMの開発については、MgO基板上のFe薄膜を作製したモノステップのある平らな結晶が得られ、スピン偏極が測定出来る環境が整った。交換力顕微鏡(EFM)については第一原理計算がほぼ終了し、non-contact AFM等での実験に入った。(武笠)
グラニュラー磁性薄膜、ナノ結晶磁性材料、人工多層膜の構造を高分解能電子顕微鏡、アトムプローブ、小角散乱法などをもちいて原子レベルで解析し、磁気特性と構造の因果関係、磁気特性発現のメカニズムを検討した。(宝野)

Research Products

• [Publications] K.Sato,T.Ishibashi,T.Yoshida,J.Yamamoto,A.Iijima,Y.Mitsuoka,and K.Nakajima: "Observation of Recorded Marks of MO Disk by Scanning Near-Field Magneto-Optical Microscope" J.Magn.Soc.Jpn. 23,Suppl.S1 刊行予定. (1999)
• [Publications] R.Hayashi,K.Terayama,T.Ishibashi and K.Sato: "MnBi Thin Films Prepared by Molecular-Beam Epitaxy Technique" J.Magn.Soc.Jpn. 23,Suppl.S1 刊行予定. (1999)
• [Publications] K.Sato,E.Takeda,M.Akita,M.Yamaguchi,K.Takanashi,S.Mitani,H.Fujimori,Y.Suzuki: "Magneto-optical spectra of Fe/Au artificial superlattices modulated by integer and non-integer atomic layers" J.Appl.Phys. 刊行予定.
• [Publications] T.Ishibashi,T.Kawahara,H.kaneko and K.Sato: "Submicron-size Fabrication of BSCCO Thin Films by using patterned Substrates" IEEE Trans.Appl.Superconductivity. 印刷中.
• [Publications] T.Kawahara,T.Ishibashi,H.Kaneko,K.Sato,K.Lee and I.Iguchi: "Off-axis BSCCO Intrinsic Josephson Junction" IEEE Trans.Appl.Superconductivity. 印刷中.
• [Publications] T.Ishibashi,T.Yoshida,A.Iijima,K.Sato,Y.Mitsuoka and K.Nakajima: "Polarization Properties of Bent-type Optical Fiber Probe for Magneto-optical Imaging" J.Microscopy. 印刷中.
• [Publications] K.Sato,S.Mitani,K.Takanashi,H.Fujimori,A.Kirilyuk,A.Petukhov and Th.Rasing: "Nonlinear magneto-optical effect in Fe/Au superlattices" J.Magn.Soc.Jpn.23[1-2]. 352-353 (1999)
• [Publications] T.Ishibashi,T.Yoshida,J.Yamamoto,K.Sato,Y.Mitsuoka and K.Nakajima: "Magneto-optical imaging by scanning near-field optical microscope using polarization modulation technique" J.Magn.Soc.Jpn.23[1-2]. 712-714 (1999)
• [Publications] T.Ishibashi,T.Kawahara,H.Kaneko and K.Sato: "Submicron-size Fabrication of Bi_2Sr_2CaCu_2O_x Thin Films by Utilizing Facet Growth" Jpn.J.Appl.Phys.37 Part 2,[7B]. L863-865 (1998)
• [Publications] K.Sato,E.Takeda,M.Akita,S.Mitani,K.Takanashi and H.Fujimori: "Magneto-optical spectra in Fe-Au Superlattices modulated by non-integer atomic layers" J.Magn.Soc.Jpn.22 Suppl.S2. 193-196 (1998)
• [Publications] Y.Mitsuoka,K.Nakajima,K.Homma,N.Chiba,H.Muramatsu,T.Ataka and K.Sato: "Polarization properties of light emitted by a bent optical fiber probe and polarization contrast in scanning near-field optical microscopy" J.Appl.Phys.83[8]. 3998-4003 (1998)
• [Publications] K.Nakajima,Y.Mitsuoka,N.Chiba,H.Muramatsu,T.Ataka,K.Sato,M.Fujihira: "Polarization effect in scanning near-field optic/atomic force microscopy(SNOM/AFM)" Ultramicroscopy. 71. 257-262 (1998)
• [Publications] K.Sato,H.Ikekame,M.Akita,Y.Morishita: "Magnetooptical spectra in MnSb and MnAs films prepared by atomic-hydrogen assisted hot wall epitaxy on GaAs" J.Magn.Magn.Mater.177-181. 1379-1380 (1998)
• [Publications] K.Takanashi,S.Mitani,H.Fujimori,K.Sato and Y.Suzuki: "Magnetooptical Kerr Effect In Fe/Au Superlattices Modulated By Integer Monatomic Layers" J.Magn.Magn.Mater.177-181. 1199-1200 (1998)
• [Publications] T.Kawagoe,K.Sogabe,N.Kondoh,R.Narusawa and A.Itoh: "Scanning Tunneling Microscopy Study of Fe submonolayer film on vicinal Au(001)" Jpn.J.Appl.Phys.Part 1. 37. 3796-3799 (1998)
• [Publications] T.Kawagoe,Y.Jimma,T.Kotaki,N.Kondoh and A.Itoh: "Element-Specific Image and Local Work Function of Fe Submonolayer Film on Au(001)Studied by Scanning Tunneling Microscopy" Jpn.J.Appl.Phys.Part 2. 37. L1458-L1460 (1998)
• [Publications] 塚本新,若林義人,中川活二,伊藤彰義: "Ni/Pd人工格子膜界面構造の基板方位依存性の膜形成シミュレーションによる検討" 日本応用磁気学会誌. 22[4-2]. 593-596 (1998)
• [Publications] 塚本新,乗附康之,中川活二,伊藤彰義: "スパッタ粒子のエネルギーおよび斜め入射を考慮したCo/Cu層界面構造の膜形成シミュレーション" 日本応用磁気学会誌. 22[4-2]. 597-600 (1998)
• [Publications] 深江文博,加藤剛志,岩田聡,綱島滋: "MnPt_3/CoPt_3人工格子の磁気及び磁気光学特性" 日本応用磁気学会誌. 22[4-2]. 317-320 (1998)
• [Publications] X.Y.Yu,Y.Ban,S.Iwata and S.Tsunashima: "Simulation of Thermomagnetic Recording in Rare Earth-transition Magnetic Film Using Very Small Laser Spot" J.Magn.Soc.Jpn.22[S2]. 129-132 (1998)
• [Publications] T.Kato,S.Oikawa,S.Iwata,J.Yamada,and S.Tsunashima: "Magneto-Optical Spectra of Ultrathin Co Films Sandwiched by Pt Layers" J.Magn.Soc.Jpn.22[S2]. 201-204 (1998)
• [Publications] T.Kato,S.Iwata,Y.Yamashita,T.Kogiso,and S.Tsunashima: "Perpendicular Magnetic Anisotropy and Magneto-Optical Spectra of MBE Grown MnPt_3/Co Multilayers" J.Magn.Soc.Jpn.22[S2]. 85-88 (1998)
• [Publications] T.Kato,S.Iwata,Y.Yamashita,T.Kogiso,and S.Tsunashima: "Magneto-Optical Properties of MBE-Grown CoPt Alloy Films with L1_0 and L1_1 Ordered Structures" J.Magn.Soc.Jpn.(刊行予定). 23[S1]刊行予定. (1999)
• [Publications] T.Kato,S.Iwata,Y.Yamashita,T.Kogiso,and S.Tsunashima: "Magneto-Optical Properties of MBE-Grown CoPt Alloy Films with L1_0 and L1_1 Ordered Structures" J.Magn.Soc.Jpn.23[S1]. (1999)
• [Publications] K.Yano,T.Masaki,Y.Fujiwara,X.Y.Yu,S.Iwata and S.Tsunashima: "Structural Anisotropy in Sputter-and Vacuum- Deposited Dy/Fe Multilayers" J.Magn.Soc.Jpn.23[S1]刊行予定. (1999)
• [Publications] Y.Fujiwara,K.Yano,T.Masaki,X.Y.Yu,S.Tsunashima,S.Iwata and M.Masuda: "Structure and MCD Effect of Rare-Earth-Transition Metal Amophous Multilayers" J.Magn.Soc.Jpn.23[S1]. (1999)
• [Publications] H.Miyazawa and T.Oguchi: "First-principles investigation of the magneto-optical Kerr effect" J.Mag.Soc.Jpn.23. 355-357 (1999)
• [Publications] H.Miyazawa and T.Oguchi: "FLAPW calculations of the magneto-optical Kerr effect of bcc Fe" J.Mag.Magn.Mat.印刷中. (1999)
• [Publications] H.Miyazawa and T.Oguchi: "First-principles investigation of the magneto-optical Kerr effect of metallic multilayers" J.Phys.Soc.Jpn.1999 印刷中.
• [Publications] 小口多美夫、宮澤弘: "磁性材料の第一原理計算" まてりあ. 37[7]. 560-563 (1998)
• [Publications] K.Mukasa,K.Sueoka,H.Hasegawa,Y.Tazuke and K.Hayakawa: "Spin-Polarized STM and its Family" Materials Science & Engineering. B31. 69-76 (1995)
• [Publications] 木村道哉,遠藤俊博,末岡和久,荒磯恒久,武笠幸一,高橋平七郎: "時間分解フォトルミネッセンスによるスピン緩和時間の測定" 日本応用磁気学会誌. 20. 253-256 (1998)
• [Publications] K.Nakamura,H.Hasegawa,T.Oguchi,K.Sueoka,K.Hayakawa,and K.Mukasa: "First-principles calculation of exchange interaction and exchange force be tween magnetic Fe films" Phys.Rev. B56. 3218 (1997)
• [Publications] 末岡和久,細山直樹,アグス・スバギョ,武笠幸一,早川和延: "STMによる光照射GaAs薄膜劈開探針の研究" 表面科学. 19. 522-526 (1998)
• [Publications] H.Kodama,T.Uzumaki,M.Oshiki,K.Sueoka and K.Mukasa: "Spin-polarized tunneling by spin-polarized scanning tunneling microscopy" J.Appl.Phys.83 [11,Part2]. 6831-6833 (1998)
• [Publications] Y.Tanaka,N.Kimura,K.Hono,K.Yasuda and T.Sakurai: "Microstructures and magnetic properties of Fe-Pt permanent magnet" J.Mag.Mag.Mater.170. 289-297 (1997)
• [Publications] M.Ohnuma,E.Abe,K.Hono,H.Onodera,M.Mitani and H.Fujimori: "Microstructure of Co-Al-O granular alloy thin films" J.Appl.Phys. 82. 5646-5652 (1997)
• [Publications] M.H.Hong,K.Hono and M.Watanabe: "Microstructure of FePt/Pt magnetic thin films with high perpendicular coercivity" J.Appl.Phys.84. 4403-4409 (1998)
• [Publications] D.H.Ping,K.Hono and S.Hirosawa: "Partitioning of Ga and Co in a Fe_3B/Nd_2Fe_<14>B nanocomposite magnet" J.Appl.Phys.83. 7769-7779 (1998)
• [Publications] D.H.Ping,K.Hono,H.Kanekiyo and S.Hirosawa: "Effect of Cu addition on the microstructure and magnetic properties of an Fe_3B/Nd_2Fe_<14>B nanocomposite magnet" 日本応用磁気学会誌. 23 印刷中. (1999)
• [Publications] 佐藤勝昭: "磁気工学ハンドブック(1.5.2節 磁気光学効果、2.6節 磁気光学効果測定法)" 朝倉書店(11.10), 43-56, 164-169 (1998)