2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of AC-spin-current dynamics by time-resolved X-FMR imaging
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17H04920
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
大河内 拓雄 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光・イメージング推進室, 主幹研究員 (00435596)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マイクロ波共鳴 / 強磁性共鳴 / 光電子顕微鏡 / 時間分解測定 / イメージング / 磁気ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は学術的な実験の実施に先立ち、技術的開発として、SPring-8の軟X線ビームラインに設置の光電子顕微鏡(PEEM)装置においてX-FMRイメージング機構を整備することを目標とし、GHz級のマイクロ波の導入が可能な専用試料ホルダを製作した。PEEM対物レンズに高電圧を印加した際の放電が問題となっていたため、接着材料の検討や、配線露出を避けるためのキャップも追加製作した。その結果、テストパターンにおいて5 GHz以上の導入を確認し、脱ガスも大幅に抑えることができた。また、周波数外部同期が可能な電源やその周辺機器も購入し、時間分解測定を行うための機材が整った。
この進捗を受け、平成30年度はポンプ-プローブ法を組み合わせた実験により、軟磁性体をベースとした多層膜試料のFMRを初めて観測することを目標として実験を進めた。テスト試料として、Si基板上に加工した様々な形状のNiFeマイクロパターン試料において、共鳴周波数と考えられる3GHz程度の高周波を導入した。マイクロ波導入に伴う電場変動による画像振動が確認でき、実試料においてのPEEMオプティクス上の高周波導入に初めて成功した
令和1年度は、課題となっていた共鳴条件で期待される磁化の歳差運動の促進の観測を試みたが、共鳴歳差運動に至るために必要な周波数（10 GHz付近）への到達が未だ困難であること、また、電場振動による画像の周期的ドリフトからMCDの変動による磁化歳差運動を抽出するのは非常に困難であることも分かった。このようにPEEMと高周波の組み合わせによる限界が分かったが、一方で、画像ドリフトやレンズ放電のリスクのない透過・結像型X線顕微鏡の開発の構想や、マイクロ波の代わりにレーザー励起下における磁化ダイナミクスの展開など、新たな研究や開発の指針が立ったため、今後も発展を続けていきたい。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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