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超高感度・高分解能タンデム型ブリルアン散乱装置の試作と磁性体研究への応用

研究課題

研究課題/領域番号 05555084
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東北大学

研究代表者

吉原 章  東北大学, 科学計測研究所, 助手 (40166989)

研究分担者 島田 寛  東北大学, 科学計測研究所, 教授 (00006157)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
1994年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1993年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
キーワードブリルアン散乱 / タンデム型ファブリ・ペロ-干渉計 / 金属磁性体 / 単結晶超薄膜 / スピン波 / 磁気定数 / 表面磁気異方性 / タンデム型ファブリ・ペロー分光器 / 反強磁性結合多層膜 / フェリ磁性多層膜
研究概要

本研究では、世界最高レベルの分光感度と分解能を有するタンデムマルチパス型ブリルアン散乱装置の試作を行い、各種磁性材料の磁気定数評価への応用を試みた。完成した装置は、3+3又は3+5パスで使用することが出来る。分光器の長時間安定性を確保するため、マスターノスレーブ制御方式と時間分割制御方式を開発し、数時間以上にわたるスペクトルの連続積算を可能にした。この装置と、これまで使用してきた5パス型散乱装置の性能を比較すると、3+3パスで使用した場合、分光感度で100倍、分解能で3倍、3+5パスで使用した場合、分光感度で10万倍、分解能で5倍の性能改善を達成することが出来た。また、測定エネルギー範囲も従来の0.5meVから〜3meVに拡張され、中性子非弾性散乱の下限域をカバーすることが可能になった。本研究の最も重要な成果は、膜厚が数原子以下の超薄膜のスピン波測定と表面磁気異方性研究への道が拓かれたことにある。MBE法により作製されたAu/Fe(0〜9Å)/Au超薄膜について測定を行い、室温で膜厚2.6Å(1.8原子層)までスピン波を観測することに成功し、膜厚3Å以下で面内磁化から垂直磁化へ移行することを明らかにした。これは、面内方向を容易方向とする形状磁気異方性と面直方向を容易軸とする表面-軸磁気異方性の競合による効果である。超薄膜の磁性を理解することは、多層膜や人工格子で重要な層間交換相互作用や双極子相互作用を理解するための出発点になる。現在、反強磁性層間相互作用を持つCo系多層膜のスピン波研究が進行中である。磁性研究に加えて、金属多層膜・人工格子の表面弾性波研究、ガラス形成液体のダイナミクス研究への適用も行い、多くの成果を上げることが出来た。これらの研究を通じ、本装置が世界のトップレベルの性能を有していることを実証した。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] A. Yoshihara: "Brillouin Scattering Determination of Magnetic and Elastic Constants in Invar-type La(Fe_XAl_<(1-X)>)_<13> Amorphous Alloy Films" J. Appl. Phys.75. 1733-1738 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Yoshihara: "Construction of a Vernier Tandem(3+3)-pass Brillouin Spectrometer and Its Application to Surface Acoustic Wave Study in Metallic Multilayer Films" Jpn. J. Appl. Phys.33. 3100-3109 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. H. Chiang: "Large Magnetoelastic Effects in Ce-Fe Amorphous Alloys" Mater. Sci. and Eng. A. 181-182. 958-961 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Yoshihara: "Magnon Brillouin Scattering from an Amorphous CoNbZr Thin Film" Jpn. J. Appl. Phys.33. 3927-3928 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Yoshihara: "Brillouin Scattering from Spin Waves in an Ultrathin Fe Wedge" Jpn. J. Appl. Phys. Suppl.34-1. 217-219 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉原章: "金属薄膜のブリルアン散乱" 日本金属学会会報. 34(掲載予定). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Brillouin Scattering Determination of Magnetic and Elastic Constants in Invar-type La (Fe_XAl_<1-X>) _<13> Amorphous Alloy Films" J.Appl.Phys.75. 1733-1738 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Construction of a Vernier Tandem (3+3) -pass Brillouin Spectrometer and Its Application to Surface Acoustic Wave Study in Metallic Multilayr Films" Jpn.J.Appl.Phys.33. 3100-3109 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.H.Chiang: "Large Magnetoelastic Effects in Ce-Fe Amorphous Alloys" Mater.Sci.and Eng.A181-182. 958-961 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Magnon Brillouin Scattering from an Amorphous CoNbZr Thin Film" Jpn.J.Appl.Phys.33. 3927-3928 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Brillouin Scattering from Spin Waves in an Ultrathin Fe Wedge" Jpn.J.Appl.Phys.Suppl.34-1. 217-219 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Beillouis Scattering Detemination of Magnetic and Elastic Constants in Invar-type La(Fe_xAl_<1-x>)_<13>Amorphous Alloy Films" J.Appl.Phys.75. 1733-1738 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Construction of a vemier Tandem (3+3)-pass Brillouin Spectrometer and Its Application to Surface Acoustic Wave Study in Metallic Multilayer Films" Jpn J.Appl.Phys.33. 3100-3109 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.H.Chiang: "Large Magnetoelastic Effects inCe-Fe Amorphous Alloys" Mater.Sci.and Eng.A181-182. 958-961 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Magnon Brillouin Scattering from an Amorphous CoNbZr Thin Film" Jpn J.Appl.Phys.Suppl.33. 3927-3928 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Brillouin Scattering from Spin Waves in an Ultrathin Fe Wedge" Jpn J.Appl.Phys.34-1. 217-219 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 吉原 章: "金属薄膜のプリルアン散乱" 日本金属学会会報. 34(掲載予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] G.S.Bains: "Brillouin Scattering From Spin Waves in Co/Gd Multilayer Films" J.Magn.Magn.& Mat.126. 329-332 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Brillouin Scattering From Spin Waves in Fe/Cr Multilayer Films" J.Magn.Magn.& Mat.126. 333-336 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Song: "Influence of Annealing on the Rayleigh Surface Wave Velocities in Metallic Multilayers" J.Magn.Magn.& Mat.126. 203-206 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Brillouin Scattering Determination of Magnetic and Elastic Constants in Invar-type La(Fe_XAl_<1-X>)_<13> Amorphous Alloy Films" J.Appl.Phys.75. 1733-1738 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Takanashi: "Brillouin Scattering Study on Dynamical Properties of a Viscoelastic Liquid Propylene Glycol Using a Tandem Fabry-Perot Interferometer" Jpn.J.Appl.Phys.33(掲載予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yoshihara: "Construction of a Vernier Tandem(3+3)pass Brillouin Spectrometer and Its Application to Surface Acoustic Wave Study in Metallic Multilayer Films" Jpn.J.Appl.Phys.33(掲載予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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