2015 Fiscal Year Research-status Report
スピン偏極STMによる強磁性ナノ構造におけるスピン依存散乱の研究
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15K20878
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岡 博文 東北大学, 多元物質科学研究所, 研究支援者 (70374600)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スピン偏極STM / 強磁性ナノ構造 / スピン分解バンド構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、電子が不純物や欠陥、他の物質との界面に入射した時に、電子スピンがどのように散乱されるのかを、ローカルプローブであるスピン偏極走査型トンネル顕微鏡（スピン偏極STM）を用いて、ナノメールスケールの領域で明らかにする。Cu(111)基板に形成したCoナノ構造で起こるスピンに依存した量子干渉を利用し、入射電子を反射する散乱体の違いが、電子スピンの散乱にどのような影響を与えるのかを、①量子干渉パターンの変化、②干渉によって生じる電子定在波の振幅の変化の解析から明らかにする。
平成27年度は、Co ナノ構造の端へ入射する電子のスピンの向きと波長のエネルギー依存性を明らかにするために、スピン偏極STMを用いて、Co ナノ構造のバンド構造をアップスピンとダウンスピンにスピン分解して測定することを計画した。
外部磁場により、スピン偏極STM探針とCoナノ構造の磁化配置が平行または反平行になるように制御し、Coナノ構造の微分トンネルコンダクタンスをマッピングした。-0.2～+1.5eVの範囲で電子定在波を観察した。各エネルギーで得られた微分トンネルコンダクタンスマップのフーリエ変換解析により、電子定在波を形成する電子の波長と波数ベクトルを求めた。測定エネルギーと上記解析で得られた波数ベクトルの値をプロットすることによりバンド構造を明らかにした。平行・反平行状態で得られたバンド構造を比較することにより、Coナノ構造のバンド構造をスピン分解で明らかにすることに成功した。
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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
平成27年度に計画していた研究内容「強磁性Coナノ構造のスピン分解バンド構造をスピン偏極STMにより明らかにすること」を達成し、その結果を学会で報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り平成28年度は、Coナノ構造の周囲を非磁性体のAgまたは強磁性体のFeで囲み、Coナノ構造で起こるスピン偏極電子定在波の干渉パターンと振幅の変化をスピン偏極STMにより明らかにする。得られた結果から、入射電子を反射する散乱体の違いが電子スピンの散乱に与える影響を考察する。
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| Causes of Carryover |
効率よく低温実験を行ったので必要な寒剤を押さえることができた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
CoとAgまたはFeを連続蒸着できるように、蒸着機構の改善に使用する予定である。
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