時間分解光電子顕微鏡による超高速磁気応答現象の観測

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18101004
• Research Institution: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• Principal Investigator: 木下 豊彦 Japan Synchrotron Radiation Research Institute, 利用研究促進部門, 主席研究員 (60202040)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 室 隆桂之 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (50416385) ; 大河内 拓雄 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (00435596) ; 小嗣 真人 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (60397990)
• Keywords: 光電子顕微鏡 / 磁区 / ダイナミクス / ポンプ&プローブ法 / 時間分解観察 / 放射光 / 微小領域磁性 / 磁気応答

Research Abstract

前年度までに、測定のための基本システムはほぼ完成し、レーザーと放射光パルスとの同期、再生増幅器からの強力レーザーパルスと放射光パルスとの同期(5kHz)などがほぼできるようになった。そして、フォトダイオードにレーザーパルスを照射することで、放射光パルスと同期を取った高速磁場パルスに対するメゾスコピック磁性体の磁気ダイナミクスの観測を行っている。また、光誘起によって生じる磁化反転のダイナミクス観測へ向けて、NiOなどの磁区観察も詳細に行っている。H21年度には、ここまでの研究成果をICESS国際会議で報告したほか、一部は論文発表も行った。さらに、高速パルスのインピーダンス整合をより適切に取ることにより、磁場パルスに生じていた反射パルスの影響も極力抑えることに成功し、より精度を上げた観測が行えるようになりつつある。また、孤立ドットだけでなく、相互作用が働いていると思われる近接ドットの観測にも成功し、ドット間に相互作用が働いている様子が観測できている。
光誘起によるダイナミクス観測のために、5kHzでの強力レーザーパルスと放射光パルスとの同期を実現している。前年に導入した高光束密度対応の回折格子を利用した結果、それ以前の10倍程度の強度を稼ぐことに成功し、実際のPEEM観測に応用可能であることをNiO反強磁性磁区について実証した。この強力パルスレーザーを用いた実験の準備として、光による磁化反転が起こるGdFeCo薄膜を準備し、磁化反転が起こり、しかも組成変化が起こっていないことをPEEM観測によって確かめた。

Research Products

• [Journal Article] Complete assignment of Spin Domains in Antiferromagnetic NiO(100)by Photoemission Electron Microscopy and Cluster Model Calculation (2010)
  • Author(s): K.Arai, T.Okuda, A.Tanaka, M.Kotsugi, K.Fukumoto, M.Oura, Y.Senba, H.Ohashi, T.Nakamura, T.Matsushita, T.Muro, A.Kakizaki, T.Kinoshita
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan 79 Pages: 013703-013707.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Erratum : Complete assignment of Spin Domains in Antiferromagnetic NiO(100)by Photoemission Electron Microscopy and Cluster Model Calculation (2010)
  • Author(s): K.Arai, T.Okuda, A.Tanaka, M.Kotsugi, K.Fukumoto, M.Oura, Y.Senba, H.Ohashi, T.Nakamura, T.Matsushita, T.Muro, A.Kakizaki, T.Kinoshita
  • Journal Title: Journal of Physical Society of Japan 79 Pages: 038001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Correlation between exchange bias field and domain size of ferromagnetic layer in Mn-Ir/Co-Fe bilayers (2009)
  • Author(s): H.Takahashi, M.Tsunoda, K.Fukumoto, T.Nakamura, K.Arai, T.Kinoshita, M.Takahashi
  • Journal Title: Journal of Applied Physics 105 Pages: 07D720-1-3
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 光電子顕微鏡による反強磁性NiOの磁壁構造の直接観察 (2010)
  • Author(s): 新井邦明、奥田太一、田中新、小嗣昌人、大河内拓雄、福本恵紀、郭方准、松下智裕、大浦正樹、室隆桂之、仙波泰徳、大橋治彦、柿崎明人、木下豊彦
  • Organizer: 第23回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: イーグレひめじ(兵庫)
  • Year and Date: 20100106-20100109
• [Presentation] 光電子顕微鏡によるNiO反強磁性磁壁内スピン構造の観察 (2010)
  • Author(s): 新井邦明、奥田太一、田中新、小嗣昌人、大河内拓雄、福本恵紀、郭方准、松下智裕、大浦正樹、室隆桂之、仙波泰徳、大橋治彦、柿崎明人、木下豊彦
  • Organizer: 第65回日本物理学会年次大会
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山)
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] 放射光光電子顕微鏡による微小磁性状態の観察 (2010)
  • Author(s): 木下豊彦
  • Organizer: 第57回応用物理学関係連合講演会シンポジウムナノスケール分光法による顕微評価・解析技術の最前線
  • Place of Presentation: 東海大学(神奈川)
  • Year and Date: 2010-03-17
• [Presentation] Spectro-microscopy analysis on surfaces and interfaces assisted by synchrotron radiation (2009)
  • Author(s): T.Kinoshita
  • Organizer: International workshop on electoronic spectroscopy for Gas-phase molecules and solid surfaces
  • Place of Presentation: ホテル大観荘(宮城)
  • Year and Date: 20091012-20091015
• [Presentation] Observation of mesoscopic magnetic vortex dynamics by photoemission electron microscopy (2009)
  • Author(s): K.Arai, T.Okuda, K.Fukumoto, M.Kotsugi, K.Kodama, T.Ohkouchi, T.Kimura, H.Osawa, T.Nakamura, T.Matsushita, T.Muro, A.Kakizaki, Y.Otani, T.Kinoshita
  • Organizer: 11-th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure Nara, October 6th to 10th, 2009
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂(奈良)
  • Year and Date: 20091006-20091010
• [Presentation] Absolute assignment of spin domains in NiO by photoemission electron microscopy and cluster model calculation (2009)
  • Author(s): K.Arai, T.Okuda, M.Kotsugi, K.Fukumoto, M.Oura, Y.Senba, H.Ohashi, T.Nakamura, T.Matsushita, T.Muro, A.Kakizaki, A.Tanaka, T.Kinoshita
  • Organizer: 11-th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure Nara, October 6th to 10th, 2009
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂(奈良)
  • Year and Date: 20091006-20091010
• [Presentation] X線磁気二色性,線二色性,及び光電子顕微鏡を用いたNiO(100)における反強磁性磁区構造の詳細観察 (2009)
  • Author(s): 新井邦明、奥田太一、福本恵紀、小嗣真人、大浦正樹、仙波泰徳, 大橋治彦、中村哲也、松下智裕、室隆桂之、柿崎明人、田中新、木下豊彦
  • Organizer: 日本物理学会2009年秋季大会
  • Place of Presentation: 熊本大学(熊本)
  • Year and Date: 20090925-20090928
• [Presentation] 光電子顕微鏡によるメゾスコピック磁気渦ダイナミクスの観測 (2009)
  • Author(s): 新井邦明、奥田太一、福本恵紀、小嗣真人、児玉謙司、大河内拓雄、木村崇、大沢仁志、中村哲也、松下智裕、室隆桂之、柿崎明人、大谷義近、木下豊彦
  • Organizer: 第33回 日本磁気学会
  • Place of Presentation: 長崎大学(長崎)
  • Year and Date: 20090912-20090915
• [Presentation] 光電子顕微鏡によるNiO(100)のスピンドメインの詳細観察 (2009)
  • Author(s): 新井邦明、奥田太一、福本恵紀、小嗣真人、大浦正樹、仙波泰徳、大橋治彦、中村哲也、松下智裕、室隆桂之、柿崎明人、田中新、木下豊彦
  • Organizer: 第33回 日本磁気学会
  • Place of Presentation: 長崎大学(長崎)
  • Year and Date: 20090912-20090915
• [Presentation] ポンプ&プローブ法による微小領域磁性体の時間分解光電子顕微鏡観察 (2009)
  • Author(s): 木下豊彦
  • Organizer: 第169回日本磁気学会講演会「磁気測定法の最先端と今後の展望」
  • Place of Presentation: 中央大学(東京)
  • Year and Date: 2009-12-18
• [Presentation] ポンプ&プローブ時間分解顕微分光 (2009)
  • Author(s): 木下豊彦
  • Organizer: 第5回放射光表面科学部会シンポジウム(分子科学研究所分子スケールナノサイエンスセンター、SPring-8利用者懇談会顕微ナノ材料科学研究会、日本表面科学会放射光表面科学部会の合同開催)
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂(奈良)
  • Year and Date: 2009-10-05