2016 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the role of the interface oxide layer in the multiferroicity at the ferromagnet/insulator junctions
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15K17684
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
酒巻 真粧子 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, 助教 (90598880)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 深さ分解 / X線吸収分光 / 電界効果 / X線磁気円二色性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本提案では、(1)軟X線カメラを用いた蛍光収量型X線磁気円二色性(XMCD)スペクトル検出システムの開発、及び(2)マルチフェロイック特性に対する界面酸化物の機能解明を目的に研究を遂行してきた。
初年度中に検出システムの設計及び組立が完了し、テスト試料に対するX線吸収スペクトル(XAS)測定を行った。さらに試料周りに永久磁石を配置し、円偏光の切り替えを行うことで、磁場中で深さ分解XMCDスペクトルが得られるようになった。この手法を用いて、Fe/NiO/BaTiO薄膜のNi及びFeのXMCDスペクトル観察を行ったところ、Fe/NiO界面にNiの強磁性成分が存在することがわかった。界面における酸化還元反応によって、NiOがNiに変化したと考えており、この反応がどのように電界効果に関わっているか調査中である。
最終年度では試料ホルダーの改良を行い、振動や磁場の影響を受けにくい仕様にした。さらに、試料とCCD素子との距離を調整することで、サブnmの深さ分解能を実現することを確認した。このシステムをFeCo薄膜に適用し、表面と内部のスペクトル変化を観察したところ、イオンスパッタによる表面処理の有無によって、表面酸化層の厚さと内部層の面直磁化成分が異なることがわかった。現在、自己吸収補正機能を備えた解析ソフトを開発中であり、得られたデータから表面(あるいは界面)層と内部層のスペクトルを抽出することを目指している。また、Fe/NiO/BaTiO薄膜に電界を印加した状態でXMCD測定を行ったところ、電界印加により生じるわずかな可視光が検出器に影響を与え、スペクトルのS/B比を下げていることがわかった。そこで可視光フィルターを導入し、再度電界中での測定を行い、より鮮明なスペクトルが得られることを期待している。
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