スピン偏極電子線マイクロアナライザの開発

• 研究課題/領域番号: 10750238
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 安田 雅昭 大阪府立大学, 工学部, 助手 (30264807)
• 研究期間 (年度): 1998 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1999年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 1998年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: スピン偏極電子 / モンテカルロシミュレーション / スピン偏極度 / スピン偏極電子線 / 電子線マイクロアナライザ / Mott検出器

研究概要

本研究課題のスピン偏極電子線マイクロアナライザの設計においては、入射電子のエネルギーや得られる信号の検出条件を最適なものに設定することが重要である。各種の分祈に対する最適条件を実験的に求めることは効率的ではないため、本研究では装置設計に先立ち、シミュレーションによる最適条件の探索を行うことにした。本年度はそれに用いるスピン偏極電子の磁性試料中での振る舞いを解析するモンテカルロシミュレーションプログラムの開発を行った。基本となるシミュレーションモデルは二次電子のカスケード衝突モデルである。試料中で発生した二次電子のスピン方向は磁性材料の伝導帯のスピン偏極度に基づいて乱数により決定した。また、二次電子の非弾性衝突の平均自由行程はスピンに依存した値を導入した。このシミュレーションを用いて鉄とパーマロイから発生する二次電子のスピン偏極度の入射エネルギー依存性を求めたところ、実験により報告されているものと非常によく一致した。また、この入射エネルギー依存性が二次電子の発生深さの点から説明できることがわかった。しかしながらスピン偏極度の二次電子エネルギー依存性については十分な結果が得られていない。これは導入したスピンに依存する平均自由行程に二次電子のエネルギー依存性を持たせていないためであると考えられる。また、スピン方向の決定に用いる伝導帯のスピン偏極度には平均値を用いているが、具体的な状態密度を用いる必要があると考えられる。これらを考慮に入れてシミュレーションモデルを改良することが今後の課題である。