2014 Fiscal Year Annual Research Report
軟X線MCD検知ESR法の開発と表面・界面磁性への応用
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25610086
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
野尻 浩之 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80189399)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 磁性 / 表面 / XMCD / 強磁場 / ESR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、軟X線円二色成分光:XMCDを電子スピン共鳴:ESRと組み合わせ、表面や界面における原子層レベルの磁性研究を可能にする革新的な電子スピン共鳴法を開発する事である。前年度に引き続き、空洞共振器を用いてXMCDとESRを同時測定出来る装置の改良を推進した。試料は、Fe薄膜とワイヤ状の試料および異方性の小さな強磁性クラスターを用い、試料方向と磁場方向を制御して共鳴磁場を電磁石の範囲に調整する手法を確立した。その結果、Fe薄膜で薄膜固有のモードを観測出来る感度を達成した。さらに、XMCD信号強度を評価するために、吸収絶対量を測定出来るSQUID検出ESR法を用いて定量化を行なった。その結果、吸収量は全体の磁化の10-30 %となる事が確認出来た。
この装置をSPring8のBL25SUに持ち込んで、XMCDの実証測定を行った。空洞共振器法では、試料が金属の箱の中に入っているため、全電子収量法での測定において信号を失わないために、試料と共振器の電位を独立に制御して最適化を行った。その結果、電磁波の吸収量で20-50 %の共鳴吸収がXMCD信号と同時測定出来る事を確認した。Fe薄膜のXMCD信号についても、Feのスペクトルを観測する事が出来たが、表面の酸化が大きくFe酸化物が大きな割合を占めるた。このように、空洞共振器を用いてESRとXMCDの同時測定という目的を達成する事が出来た。また、今回用いた周波数は主に35 GHzであり、高周波化することで、コンパクトな装置系とすることに成功した。その一方、共鳴による反転は、バルクの磁化反転に比べて著しく小さな値が得られた。この理由として、表面の酸化や境界条件などが考えられ、今後の検討課題となっている。一方、クラスター系では強度不足でESR起源の信号を観測出来なかったが、通常のXMCDからS=45の巨大スピンを確定した。
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[Journal Article] A Ferromagnetically Coupled Fe42 Cyanide-bridged Nanocage2015
Author(s)
Soonchul Kang,Hui Zheng, Tao Liu, Kohei Hamachi, Shinji Kanegawa, Kunihisa Sugimoto, Yoshihito Shiota, Shinya Hayami, Masaki Mito, Tetsuya Nakamura, Motohiro Nakano, Michael L. Baker, Hiroyuki Nojiri, Kazunari Yoshizawa, Chunying Duan and Osamu Sato
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Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 6
Pages: 5955-1-6
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Development of Magnetization and XMCD Detection ESR2014
Author(s)
H. Nojiri and S. Matsuzawa
Organizer
Joint Conference of Asia-Pacific EPR/ESR Symposium(APES2014)・International EPR (ESR) Society Symposium(IES)・the 53th The Society of Electron Spin Science and Technology (SEST2014)
Place of Presentation
Todaiji Culture Center (奈良県奈良市)
Year and Date
2014-11-12 – 2014-11-16
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