2015 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物薄膜界面の異方的磁性とスピン-軌道結合現象の多自由度放射光分光
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15H02109
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤森 淳 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10209108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
組頭 広志 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (00345092)
雨宮 健太 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (80313196)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 遷移金属酸化物 / 界面 / 軟X線磁気円二色性 / 光電子分光 / 軟X線二色性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)左右円偏光アンジュレータのエネルギー差を改善するためのソフトウエアを作成し、より高精度なデータを得ることができるようになった。(2)角度依存XMCD測定に用いるベクトル型超伝導マグネット部分に直結した試料チェンバーを、コンパクトかつ高効率なものに更新した。(3)常伝導電磁石XMCD装置において、マイクロチャンネルプレートの更新によって測定効率が2-3倍向上した。(4)SrTiO3(001)基板上に成長させたSrRuO3薄膜をXMCDで調べ、バルクに比べて面垂直方向の軌道磁気モーメントが増大していること、膜厚の減少に伴ってスピン磁気モーメントに対する軌道磁気モーメント比が増大していることを明らかにした。(5)強磁性半導体(In、Fe)As:Be薄膜の磁化過程を温度を変えてXCMDで測定し、温度の低下とともに強磁性クラスターの密度が増大することを明らかにした。 (6)様々な構造のLaNiO3/LaMnO3多層膜を作製し、XAS測定により界面における電荷移動を調べた。その結果、界面でMnイオンからNiイオンへの電荷移動が起こっていること、また、その空間部分布が両者で異なることを見出した。(7)巨大磁気抵抗効果を示すLa0.6Sr0.4MnO3薄膜について角度分解光電子分光を行い、フェルミ準位近傍のバンド構造に等方的なキンクを見出した。ヤンテラーフォノンとの強い相互作用がLa0.6Sr0.4MnO3の異常物性解明の原因であることを明らかにした。(8)酸化物薄膜として初めて量子化状態が観測されたSrVO3をさらに薄くすることによって生じるモット絶縁体の電子状態をARPESで調べ、臨界膜厚近傍においてフェルミ液体から非フェルミ液体への変化明らかにした。(9)BaTiO3上に成長させたFe薄膜について、電圧印加による磁性と構造の変化をXMCDとEXAFSによって観察し、両者の相関を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
測定、解析、成果公表ともに順調に進展している。ビームラインおよびXMCD装置の改良も順調に進み、より良質なデータが得られるようになっている。薄膜試料の作製方法に関しては、反応性蒸着によって酸化状態を精密に制御した酸化物を作製する方法を確立できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り、光電子分光、X線吸収、XMCDを用いて、酸化物薄膜、酸化物界面、誘電体と強磁性体の界面、磁性半導体薄膜の電子状態・磁性の研究を引き続き進める。とくに、界面における電荷移動と磁性の関係を様々な界面について調べることにより、界面強磁性の学理構築を目指す。手法に関しては、軟X線散乱、蛍光収量深さ分解XMCD法なども整備し、より多方向からの情報を得られるようにする。また、ARPES、共鳴光電子分光、共鳴軟X線散乱の実験データ解析をさらに効率良く行えるよう、解析プログラムの整備を進める。
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[Journal Article] Magnetization process of the n-type ferromagnetic semiconductor (In,Fe)As:Be studied by x-ray magnetic circular dichroism2016
Author(s)
S. Sakamoto, L. D. Anh, P. N. Hai, G. Shibata, Y. Takeda, M. Kobayashi, Y. Takahashi, T. Koide, M. Tanaka, and A. Fujimori
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 93
Pages: 035203--1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Suppression of the antiferromagnetic pseudogap in the electron-doped high-temperature superconductor by protect annealing2016
Author(s)
M. Horio, T. Adachi, Y. Mori, A. Takahashi, T. Yoshida, H. Suzuki, L. C. C. Ambolode II, K. Okazaki, K. Ono, H. Kumigashira, H. Anzai, M. Arita, H. Namatame, M. Taniguchi, D. Ootsuki, K. Sawada, M. Takahashi, T. Mizokawa, Y. Koike, and A. Fujimori
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: 10567--1-8
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Electronic and magnetic properties of off-stoichiometric Co2MnβSi/MgO interfaces studied by x-ray magnetic circular dichroism2015
Author(s)
V. R. Singh, V. K. Verma, K. Ishigami, G. Shibata, A. Fujimori, T. Koide, Y. Miura, M. Shirai, T. Ishikawa, G. f. Li, M. Yamamoto
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Journal Title
J. Appl. Phys.
Volume: 117
Pages: 203901--1-6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Thickness-dependent magnetic properties and strain-induced orbital magnetic moment in SrRuO3 thin films2015
Author(s)
K. Ishigami, K. Yoshimatsu, D. Toyota, M. Takizawa, T. Yoshida, G. Shibata, T. Harano, Y. Takahashi, T. Kadono, V. K. Verma, V. R. Singh, Y. Takeda, T. Okane, Y. Saitoh, H. Yamagami, T. Koide, M. Oshima, H. Kumigashira, and A. Fujimori
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 92
Pages: 064402--1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Fermi surfaces and p-d hybridization in the diluted magnetic semiconductorBa1-xKx(Zn1-yMny)2As2 studied by soft x-ray angle-resolved photoemission spectroscopy2015
Author(s)
H. Suzuki, G. Q. Zhao, K. Zhao, B. J. Chen, M. Horio, K. Koshiishi, J. Xu, M. Kobayashi, M. Minohara, E. Sakai, K. Horiba, H. Kumigashira, Bo Gu, S. Maekawa, Y. J. Uemura, C. Q. Jin, and A. Fujimori
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 92
Pages: 235120--1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] X線散乱で見たLa1/3Sr2/3FeO3の磁気秩序の膜厚・基板方位依存性2016
Author(s)
山本航平, 平田靖透, 堀尾眞史, 横山優一, 田久保耕, 簔原誠人, 組頭広志, 山崎裕一, 中尾裕則, 村上洋一, 藤森淳, 和達大樹
Organizer
2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
Place of Presentation
つくば国際会議場（茨城県つくば市）
Year and Date
2016-03-15 – 2016-03-16
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[Presentation] Hard X-ray photoemission and soft X-ray absorption spectroscopies on the superconducting parent compound of T'-cuprate superconductors Nd2CuO42016
Author(s)
M. Horio, Y. Krockenberger, K. Yamamoto, Y. Yokoyama, K. Takubo, Y. Hirata, S. Shin, A. Yasui, E. Ikenaga, H. Yamamoto, H. Wadati, and A. Fujimori
Organizer
16th Japan-Korea-Taiwan Workshop on Strongly Correlated Electron Systems (JKT16)
Place of Presentation
東京大学（東京都文京区）
Year and Date
2016-02-19 – 2016-02-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Electronic configurations and magnetic properties of Mn ions in the diluted magnetic demiconductor Ba1-xKx(Zn1-yMny)2As2 studied by resonant inelastic x-ray scattering and x-ray magnetic circular dichroism2016
Author(s)
H. Suzuki, G. Q. Zhao, J. Okamoto, S. Sakamoto, Z.-Y. Chen, Y. Nonaka, G. Shibata, K. Zhao, B. J. Chen, W.-B. Wu, F.-H. Chang, H.-J. Lin, C. T. Chen, A. Tanaka, B. Gu, S. Maekawa, Y. J. Uemura, C. Q. Jin, D. J. Huang, and A. Fujimori
Organizer
16th Japan-Korea-Taiwan Workshop on Strongly Correlated Electron Systems (JKT16)
Place of Presentation
東京大学（東京都文京区）
Year and Date
2016-02-19 – 2016-02-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Thickness and orientation dependence of charge and magnetic orders in La1/3Sr2/3FeO3/SrTiO3 thin films measured by X-ray scattering2016
Author(s)
K. Yamamoto, Y. Hirata, M. Horio, Y. Yokoyama, K. Takubo, M. Minohara, H. Kumigashira, Y. Yamamsaki, H. Nakao, Y. Murakami, A. Fujimori, and H. Wadati
Organizer
16th Japan-Korea-Taiwan Workshop on Strongly Correlated Electron Systems (JKT16)
Place of Presentation
東京大学（東京都文京区）
Year and Date
2016-02-19 – 2016-02-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] 新規強磁性半導体Ba1-xKx(Zn1-yMny)2As2の共鳴非弾性軟X線散乱2016
Author(s)
鈴木博人，岡本淳，G. Q. Zhao，坂本祥哉，Z. Y. Chen，W. B. Wu，K. Zhao，B. J. Chen，Bo Gu，前川禎通，田中新，Y. J. Uemura，C. Q. Jin，C. T. Chen，D. J. Huang，藤森淳
Organizer
第29回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
Place of Presentation
東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト（千葉県柏市）
Year and Date
2016-01-09 – 2016-01-11
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[Presentation] スピネル型酸化物CoV2O4のX線磁気円二色性2016
Author(s)
野中洋亮，芝田悟郎，小堀内類，石上啓介，坂本祥哉，田中新，小出常晴，勝藤拓郎，藤森淳
Organizer
第29回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
Place of Presentation
東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト（千葉県柏市）
Year and Date
2016-01-09 – 2016-01-11
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[Presentation] Impact of annealing on the electronic structure of the elelectron-doped cuprate superconductors2016
Author(s)
M. Horio, T. Yoshida, H. Suzuki, G. Shibata, K. Okazaki, J. Xu, K. Koshiishi, Y. Mori, A. Takahashi, T. Konno, T. Ohgi, H. Sato, D. Ootsuki, T. Mizokawa, K. Ono, M. Kobayashi, M. Minohara, K. Horiba, H. Kumigashira, T. Anzai, M. Arita, H. Namatame, M. Taniguchi, T. Adachi, Y. Koike, and A. Fujimori
Organizer
International USMM CMS Workshop: Frontiers of Materials and Correlated Electron Science - from Bulk to Thin Films and Interfaces
Place of Presentation
東京大学（東京都文京区）
Year and Date
2016-01-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] Thickness-dependent electronic and magnetic properties of La0.6Sr0.4MnO3 thin films studied by x-ray magnetic circular dichroism2016
Author(s)
G. Shibata, K. Yoshimatsu, E. Sakai, V. R. Singh, V. K. Verma, K. Ishigami, T. Harano, T. Kadono, Y. Takeda, T. Okane, Y. Saitoh, H. Yamagami, A. Sawa, H. Kumigashira, M. Oshima, T. Koide, and A. Fujimori
Organizer
International USMM CMS Workshop: Frontiers of Materials and Correlated Electron Science - from Bulk to Thin Films and Interfaces
Place of Presentation
東京大学（東京都文京区）
Year and Date
2016-01-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] 角度依存XMCDによるLa0.6Sr0.4MnO3薄膜の磁気異方性とスピン分布異方性の観測2015
Author(s)
芝田悟朗, 吉松公平, 石上啓介, 原野貴幸, 高橋文雄, 坂本祥哉, 門野利治, 古瀬充穂, 淵野修一郎, 岡野眞, 藤平潤一, 内田公, 渡邊和訓, 藤平秀幸, 藤平誠一, 組頭広志, 小出常晴, 藤森淳
Organizer
日本物理学会秋季大会
Place of Presentation
関西大学（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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[Presentation] 新規強磁性半導体Ba1-yKy(Zn1-xMnx)2As2の共鳴非弾性軟X線散2015
Author(s)
鈴木博人, 岡本淳, G. Q. Zhao, 坂本祥哉, Z. Y. Chen, W. B. Wu, K. Zhao, B. J. Chen, B. Gu, 前川禎通, 田中新, Y. J. Uemura, C. Q. Jin, C. T. Chen, D. J. Huang, 藤森淳
Organizer
日本物理学会秋季大会
Place of Presentation
関西大学（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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[Presentation] 電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体Pr1.3-xLa0.7CexCuO4の内殻分光2015
Author(s)
堀尾眞史, 芝田悟朗, 鈴木博人, 徐健, 輿石佳佑, 今野巧也, 高橋晶, 扇太郎, 佐藤秀孝, 小林正起, 簑原誠人, 堀場弘司, 組頭広志, 足立匡, 小池洋二, 藤森淳
Organizer
日本物理学会秋季大会
Place of Presentation
関西大学（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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[Presentation] Soft x-ray ARPES study of the new diluted magnetic semiconductor Ba1-xKx(Zn1-yMny)2As22015
Author(s)
H. Suzuki, G. Q. Zhao, K. Zhao, B. J. Chen, M. Horio, K. Koshiishi, J. Xu, M. Kobayashi, M. Minohara, E. Sakai, K. Horiba, H. Kumigashira, Bo Gu, S. Maekawa, Y. J. Uemura, C. Q. Jin, and A. Fujimori
Organizer
International Workshop on Strong Correlation and ARPES (CORPES15)
Place of Presentation
Paris (France)
Year and Date
2015-07-05 – 2015-07-10
Int'l Joint Research
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