2023 Fiscal Year Annual Research Report
4d遷移金属超薄膜のスピン分布観察による磁性評価と強磁性発現機構の解明
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20K05316
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
松山 秀生 北海道大学, 理学研究院, 特任准教授 (50374187)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Pd / SrTiO3 / 超薄膜 / スピン偏極 / STM / Cu |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Pd(001)超薄膜が強磁性を発現すると報告した慶應大グループと同様の手法でPdの成膜を様々な条件で行ったが、我々の装置ではエピタキシャル成長したPd膜は得られなかった。STO(001)基板上にPd (001)、Pd(111)微粒子を形成し、スピン偏極STM（SP-STM）でその磁性を評価したが、強磁性を示す有意な結果は得られなかった。Kirschner等はCu(001)基板上にPd(001)エピタキシャル膜を作製し、Pd膜内に量子井戸状態が形成することを報告している（Phys. Rev. B 73, 035429 (2006)）。これを参考にCu(001)基板上に原子レベルで平坦なテラスとステップで構成されたPd(001)エピタキシャル膜が形成していることをSTMで確認し、微分コンダクタンスdI/dVのバイアス電圧依存性よりPd膜厚内に量子井戸状態が形成されていると結論した。さらにCr多結晶磁性探針を使用して、フェルミ面での状態密度が大きくなることが期待できる8、9 MLのPd(001)超薄膜の磁性を室温で評価した。得られたdI/dV像の平坦なテラス内に明暗のコントラストが得られた。これは多磁区構造を取る磁性薄膜のスピン像と解釈できるが、Pdが強磁性を発現していると結論づけるには、さらにデータの蓄積を必要である。上記のPd微粒子の成果とSTO(001)に形成される再構成面の成果を日本物理学会2023年秋季大会で報告した。また、Cu(001)上のPd(001)超薄膜の成果は北海道大学理学院物性物理学専攻の修士論文「スピン偏極走査トンネル顕微鏡を用いたCu(100)基板上のPd薄膜の研究」にまとめた。
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