2021 Fiscal Year Annual Research Report
磁性多層膜の埋もれた電子・磁気状態解析を可能にする磁場印加その場光電子分光計測
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19K12655
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| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
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Principal Investigator |
保井 晃 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 主幹研究員 (40455291)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 硬X線光電子分光 / 磁性材料 / 磁気物性 / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は放射光を用いたスピントロニクスデバイス中の磁化分布解析を可能にする、可変磁場印加条件下での硬X線光電子分光(HAXPES)計測技術の開発を行うことを目的とした。磁場印加条件下でのHAXPES計測において、外部磁場、および、試料付近からの漏洩磁場により、光電子の飛行軌道が偏向を受け、光電子自体の測定が困難となることが問題となっている。そこで、試料に磁場を磁場を印加しつつも、光電子への磁場影響を極力低減する測定技術開発を行った。
今年度は試料上での磁場強度をON/OFFできる磁場印加機構を製作し、Cr/Co多層膜試料についてHAXPESスペクトルの磁気円二色性(MCD-HAXPES)計測をSPring-8 BL09XUにて行った。磁場のON/OFF切替は着磁用永久磁石の向きを変えることで実現した。200mT印加条件下では強磁性層のCo2p内殻光電子スペクトルに磁気円二色性(MCD)が見られたが、無磁場ではMCDシグナルは見られなかった。このことから、確かに試料に磁場が印加されており、その条件においてもHAXPES計測が可能であることを実証した。
また、電磁石により磁場強度を制御する機構を設計し製作した。開発した磁場印加システムはを2つの電磁石を有する純鉄製の磁気閉回路であり、試料位置での最大印加磁場は300mTである。漏洩磁場を極力抑えるために、電磁石部と磁極部を滑らかにつなぐように工夫した。300mTの磁場印加条件下で漏洩磁場を5mT以下に抑えることに成功した。
本研究開始当初は、電磁石による磁場印加機構を想定したが、想定以上に漏洩磁場の低減が困難であることがわかり、漏洩磁場発生が少ない永久磁石による機構開発に切り替えた。開発した機構により、実際に200mT印加条件下でのHAXPES計測に成功した。一方で、最終年度において、電磁石による機構の実現可能性を見出した。
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[Presentation] Upgrade of HAXPES functionality in beamline BL09XU of SPring-82021
Author(s)
Akira Yasui, Yasumasa Takagi, Taito Osaka, Michihiro Sugahara, Yasunori Senba, Haruhiko Ohashi, Naomi Kawamura, Kyo Nakajima, Koji Motomura, Kenji Tamasaku, Yusuke Tamenori, Makina Yabashi
Organizer
Material Research Meeting 2021
Int'l Joint Research / Invited
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