2022 Fiscal Year Research-status Report
Multiscale 3D Magnetic Imaging with reflection-mode soft x-ray absorption spectroscopy
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22K04920
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
鈴木 真粧子 (酒巻) 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (90598880)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 磁気イメージング / XMCD / 反射率 / 軟X線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，微小領域におけるスピンの空間分布および化学結合状態の空間分布を，試料を加工することなくその場観察するため，反射型軟X線吸収分光(XAS) 法を用いた新しいマルチスケール三次元磁気イメージング法を開発することである。2022年度は「反射型XAS磁気イメージングとスペクトル解析法の開発」を実施した。テスト試料としてCoマイクロ細線を作製した。ピンホールで2μmに絞った軟X線ビームを試料表面に照射し，反射像を軟X線カメラに投影しイメージ画像を得た。同時にCoL吸収端付近で軟X線エネルギーを掃引し，反射型XASスペクトルを得た。さらに円偏光軟X線を用い，反射型XASXASの左右円偏光応答の差分を得ることで，Coマイクロ細線の反射型X線磁気円二色性(XMCD)スペクトルと二次元磁気マッピングを得ることができた。一方で反射型XAS/XMCDスペクトルをシミュレーションするためには，吸収端での異常散乱を考慮して光学定数を導出する必要がある。そこでKramers-Kronigの関係式から光学定数を導出し，導出した光学定数から多重反射を計算することで，最適な深さ分布モデルを得る一連のシミュレーションプログラムを新たに作製した。
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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
2022年度は「反射型XAS磁気イメージングとスペクトル解析法の開発」を実施し，それぞれ成果が得られた。ピンホール調整に時間がかかり，マルチスケール観察や面内回転の導入には至らなかったが，Coマイクロ細線の三次元観察の基礎データが得られ，学会での報告もできたことからおおむね順調と考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度はピンホール調整の自動化とマルチスケール観察や面内回転の導入に向けた装置改良を行う。すでにピンホール調整の自動化に向けた調整機構の設計は完了しており，次のビームタイムでその導入を行う。その後のビームタイムでは，100 mmの移動が可能な試料位置調整機構を導入し，拡大率5-100倍のマルチスケール観察を実施する。そののち，面内回転機構の導入のため試料ホルダーの改良を行う。本研究で採用する斜入射配置の場合，光の拡がりによって光軸方向の空間分解能は光軸直交方向に比べて1/10ほど悪くなり，拡大率と分解能の低下を招いてしまう。この欠点を補うため，試料の面内回転機構を導入し，回転画像を再構成することによって，全方向で数μmの高い空間分解能を実現する。
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| Causes of Carryover |
2022年度ではステージ類の価格が高騰していたため，その他のステージ類の購入を優先し，ロータリーステージの購入を中止したため差額が生じた。2023年度においてもその他の必要物品を考慮し，ロータリーステージの購入について慎重に検討する。
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