2014 Fiscal Year Annual Research Report
自己スピン回転機能を有する電界放出型スピン偏極電子源の開発
| Project/Area Number |
25870326
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
永井 滋一 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40577970)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電界放出型電子源 / スピン偏極電子源 / 反強磁性体 / Cr / 層間反強磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度の研究成果を踏まえて，<001>方位のタングステン電界放出陰極上にCrを堆積させた電界放出型スピン偏極電子源の開発を実施し，以下の知見が得られた．
１）Cr(001)/W(001)電界放出陰極の作製と表面構造観察
超高真空(10^-8Pa台)下で清浄化したW<001>陰極上に，電子ビーム蒸着源を用いてCrを堆積させた．作製したCr/W<001>陰極を450~800Kでアニールした後，その表面構造を水素を結像ガスとした電界イオン顕微鏡(FIM)で観察した，その結果，750Kのアニールによって堆積させたCrの結晶化が進行することが判明した．FIMを詳細に解析した結果，下地W（001）面上で格子整合したCr薄膜が形成されていることが判明した．さらに，電子光学的に有利な陰極を実現するために，下地W<001>陰極に高温(~1000K)で電界を印加することで下地W(001)面を先鋭化した．これに堆積したCr<001>を光軸に一致させることに成功した．
２）Cr(001)/W(001)からの電界放出電子のスピン偏極度
作製した陰極からの電子スピン偏極度の測定を行った結果，40~300Kの測定において，140~160Kで偏極度が最大値20%になった．研究開始当初に検討していたスピンフリッピングによるスピン偏極度の方向に明確な回転は観測されなかった．その要因はとして，Cr(001)最表面の結晶構造および構造，あるいはCr(001)表面への残留ガス吸着が挙げられる．これらによって本来発現すべきスピン回転が阻害されている可能性があり，Cr薄膜の表面構造を電界蒸発によって制御することで，偏極度の向上および自己スピン回転機能が実現すると期待される．
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