2023 Fiscal Year Annual Research Report
Correlation between antiphase boundary defects and surface inhomogeneous properties in magnetite films
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21K04824
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
アグス スバギョ 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (30374599)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | マグネタイト / 炭素吸着 / 走査型トンネル顕微鏡 / Cr反強磁性体探針 / スピン計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、Fe3O4(001)薄膜の表面スピン偏極度を回復するために炭素原子の吸着をおこない、炭素吸着後に加熱することによってより均一な炭素吸着したマグネタイト表面の作製ができた。STM/STS測定においては、加熱後の炭素吸着したマグネタイト表面には、理論計算によって導かれたスピン依存の局所電子状態に類似している電子状態が出現し、目的であったマグネタイト表面のスピン偏極度の回復が示唆された。
スピン偏極STM/STS測定のために、微細加工法により開発したCr単結晶探針の作製方法を改善し、TEMを用いて評価した結果、Cr単結晶探針先端の結晶性が維持される良質なCr単結晶探針を実現した。また、Au（111）表面をSTS測定によりCr単結晶探針の先端がCr（001）になっておいることがわかった。特定な結晶構造をもつCr単結晶探針は試料表面のスピン偏極状態を定量的に評価できるスピン偏極プローブとしても期待できる。
STM/STSを用いてマグネタイト表面における逆位相境界欠陥がマグネタイト表面の原子スケールでの不均一な電子状態をもたらすことを解明した。スピン偏極STM/STSによる観察においては、これまでタングステン探針上のFe薄膜探針やCr薄膜探針を用いた測定を試みたが、STM/STSの結果との相関を示す結果が得られなかった。作製法を改善した良質なCr単結晶探針をスピン偏極STM/STSに適用することによって逆位相境界欠陥とスピン電子状態との相関関係の解明が期待できる。
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