2019 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization and control of spin dynamics by spin-resonance scanning tunneling microscopy
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19H00859
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長谷川 幸雄 東京大学, 物性研究所, 教授 (80252493)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 走査トンネル顕微鏡 / スピン偏極トンネリング / 強磁性共鳴 / ナノサイズ磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の走査トンネル顕微鏡（STM）装置に新たに高周波ケーブルを導入し、探針試料間に十分な強度の高周波信号を導入できるようにした。探針試料間に高周波が到達すると見かけ上両者間の電位が変調されることから、両者間で測定される微分トンネル伝導度スペクトルが変調を受ける。今回の測定でもスペクトルの変調が観測され、その強度から高周波強度を見積もると、２０GHzまでの高周波が試料探針間まで及んでいることを確認することができた。さらに変調強度が一定となるように入射する高周波強度を調整することによって、探針試料間において同周波数まで一定強度で高周波が導入できることを実証することができた。これにより、試料上の磁性体の共鳴による信号をスピン偏極したトンネル伝導度スペクトルにおいて検出できる道筋を開くことができた。
ナノサイズの磁性体構造に強磁性共鳴を誘起させるには、有効磁場の原因となり得る磁気異方性を出来るだけ下げることが必要である。そのための一つの方策として、合金化による異方性の変化を測定した。具体的には銅基板上に鉄とコバルトの合金からなるナノサイズのアイランド構造を作製し、その磁気異方性をスピン偏極STMにより評価した。鉄アイランドは面内磁気異方性を持ち、コバルトアイランドは面直磁気異方性を持つことから両者の合金からなるアイランド構造では磁気異方性が小さくなることが予想され、実際の測定においても、ある濃度範囲においてはその異方性を下がることを確認することができた。今後、このような測定から異方性の小さい適切な系を選択し、強磁性共鳴による信号を検出することを当面の目標とする。
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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
当初、研究協力者として研究者を雇用することを予定していたが、他の研究機関での採用が決定したため着任できなくなった。しかしながら、現員の研究体制を見直すことや、オンラインなど遠隔での操作が可能になるようにするなどの工夫によって、概ね順調に研究計画は進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナノサイズ磁性体アイランド構造におけるスピン共鳴信号の検出を実現するとともに、そのサイズ依存性やスピン緩和プロセスの評価、さらには共鳴により誘起されるスピン流計測の実現を進めていく。
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