2021 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 / スピン流 / ナノサイズ磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で要求される精密な信号検出に対処すべく、現有の低温超高真空走査トンネル顕微鏡(STM)装置の全体的なパフォーマンスを高めるとともに、スピンダイナミクス計測に向けての各要素技術の導入を進めた。まずは、従来の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した。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することができる。
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、基板との相互作用の弱い系、具体的にはファンデルワールス磁性体として知られるCrBr3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、その共鳴周波数が測定範囲内に収まることを見出している。
上記の測定系・試料を用いて、高周波照射により反転磁場が減少するマイクロ波アシスト磁化反転現象を捉えることに成功しており、その周波数依存性・強度依存性などの測定を行い、そのメカニズムに対する解釈を与えている。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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