2008 Fiscal Year Annual Research Report
ナノスケール4d/5d遷移金属の電気・光学・力学的手法による強磁性誘起
| Project/Area Number |
19310077
|
|---|
| Research Institution | Keio University |
|---|
Principal Investigator |
佐藤 徹哉 Keio University, 理工学部, 教授 (20162448)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧 英之 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (10339715)
篠原 武尚 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用部門, 博士研究員 (90425629)
影島 博之 日本電信電話株式会社NTT物性・科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 主任研究員 (70374072)
栄長 泰明 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (00322066)
|
|---|
| Keywords | 4d / 5d遷移金属 / ナノ磁性体 / 磁性制御 / 不均一ひずみ / 磁気異方性制御 / 電気二重層 / 第1原理計算 / 常磁性 / 強磁性スイッチイング |
|---|
| Research Abstract |
強磁性寸前の金属と位置づけられるPd、Ptなどの4d/5d遷移金属では、微細構造をとると強磁性体に変化する場合がある。本研究では、この常磁性/強磁性スイッチイングを利用することで、新たな原理に基づく磁気デバイスの開発を目的とした基礎研究を遂行する。
ガス中蒸発法で作製したPdナノ粒子の結晶構造と結晶欠陥をX線回折により調べ、不均一ひずみの増大に伴って自発磁化が増加する関係を見出した。Pdナノ粒子には、表面に加え内部にも強磁性が発現し、それは主にひずみに起因することが明らかとなった。これよりひずみを用いた磁性制御の可能性を見出した。また、同様の試料について中性子小角散乱実験を行ない、大気に曝したPdナノ粒子の磁気構造は、大きな磁化を持つコア領域と小さな磁化を持つシェル領域から成るコアーシェル構造であることが分かった。一方、化学的手法により作成したPtナノ粒子の磁気測定とX線磁気円二色性の測定を行ない、Ptが強磁性モーメントを持つことを確認し、さらに修飾剤の炭素数の増加と共に磁気異方性が増加することを見出した。炭素数の増加と共に、X線吸収測定から求めた5dバンドのホール数は増加し、ESR測定からg因子の増大、すなわち軌道角運動量の増大が認められた。これにより、修飾剤を用いた磁気異方性制御の可能性を見出した。さらに、電気的手法による遷移金属磁性の制御を目指し、電解液の界面に生じる電気二重層を用いて電界を遷移金属表面に印加した。予備的に行なったNiを用いた実験では、電界印加によりNiの表面層の価数を変化させることで、磁気異方性を可逆的に制御することができることを見出した。これらの実験に加えて、Pd、Pt薄膜の磁性を第1原理計算により調べており、膜厚に伴う振動的な磁化の発現が見出され、これらの挙動と電子構造との対応が(100)薄膜と(111)薄膜とでは様相が異なることを見出した。
|
