第3世代放射光々源を利用した新しい磁気構造解析技術の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10044071
• Research Category: Grant-in-Aid for international Scientific Research
• Section: Joint Research .
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 橋爪 弘雄 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (10011123)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NORRIS C. 英国レスター大学, 教授 ; SRJER G. 米国アルゴンヌ国立研究所, 主任研究員 ; 岩住 俊明 物質構造科学研究所, 助手 (90203380) ; 細糸 信好 京都大学, 化学研究所, 助教授 (30165550) ; 並河 一道 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (10090515)
• Keywords: シンクロトロン放射 / 共鳴X線散乱 / 円偏光 / 磁性多層膜 / 磁化構造 / 磁気界面

Research Abstract

第3世代放射光光源から得られるシンクロトロンX線の共鳴散乱により多層薄膜の磁気構造を解析する新しい実験法を開発した。円偏光X線を試料に当て、2つの偏光状態で測定した散乱強度の差を取る。試料に印加する磁場と平行および垂直な散乱面を用いて実験を行なうと、試料内の局所磁化の方位が決定される。この方法をFe/Gd多層膜に応用し、厚さ5ナノメーターのGd層の室温および低温における磁化分布を高分解能で決定した。試料温度によりGd層が整列/捩れ磁気構造転移を起こす、Gd層は膜厚方向に不均一な磁化分布をもち、磁化は層界匍で大きく内部では小さい、捩れ状態のGdモーメントは厚さ方向に不均一に回転し、温度によって回転の様子が異なる、層中央部のキュリー温度はバルクGdのキュリー温度より50K以上低いことが明らかになった。また、同試料の共鳴X線散漫散乱を測定し、磁気界面の構造を解析した。電荷磁化干渉散乱と純電荷散乱の強度プロフィルを比較し、磁気界面は電荷界面より面内相関距離が長いラフネスをもち、清らかであることを示した。干渉散乱の散乱強度の符号が散乱角によって変化するので、Gd層は内部にラフな磁気界面を含むと考えられる。

Research Products

• [Publications] N.ISHIMATSU 他,: "MAGNETIC STRUCTURES OF IRONIGADOLINIUN MULTILAYERS DETERMINED BY RESONANT X-RAY MAGNETIC SCATTERING" Physical Review B. (発表予定). (1999)
• [Publications] C.S.NELSON 他: "CHARGE-MAGNETIC ROUGHCESS CORRELATIONS IN AN Fe/Gd MULTILAYER" Physical Review B. (発表予定). (1999)