| 研究課題/領域番号 |
15360017
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
薄膜・表面界面物性
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
木下 豊彦 東京大学, 物性研究所, 助教授 (60202040)
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| 研究分担者 |
奥田 太一 東京大学, 物性研究所, 助手 (80313120)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
2004年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2003年度: 8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
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| キーワード | 光電子顕微鏡(PEEM) / NiO / 反強磁性体 / 磁性薄膜 / 磁区ドメイン観察 / 放射光 / 磁気2色性 / 界面磁性 / 放射光電子顕微鏡 / 磁区観察 / 交換バイアス / 界面 / 表面磁性 |
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| 研究概要 |
われわれがつくばの放射光施設(PF)に所有している光電子顕微鏡(PEEM)に設置する温度可変マニピュレータの整備をすすめることで、反強磁性体、磁性薄膜の研究に適した実験環境を実現することに努めている。製作しているマニピュレータは、面内回転、チルト調整機構を備えたもので、PEEMによる磁区観察には不可欠な機能である。
実際の研究に関しては、Cr薄膜をNiOに蒸着したり、鉄薄膜をNiOに蒸着したときの磁区ドメイン観察を行ったりした。Crの系に関しては、膜厚に応じて下地NiOの反強磁性磁区にコントラストのモジュレーションが現れることを見出した。Cr奇数層の領域には正味のスピンモーメントが存在し、それと下地NiOのモーメントの交換相互作用が磁区コントラストの変化を生み出していることがわかった。また、Crの膜は、大きな磁区ドメインを持たないため、Crについてのドメインが観察できないばかりではなく、下地のNiOのドメイン構造を小さく引きちぎっていることがわかった。鉄を蒸着した系に関しては、膜厚の薄いところでは、Crの場合と同様、下地との交換相互作用により、鉄のドメイン自身、NiOの反強磁性磁区ドメインを反映したものなるのに対し、厚い領域では、鉄自身がドメインを形成しようとするエネルギーと、交換相互作用との競合関係によって複雑なドメインが現れることがわかった。また、これまでに観測されてきた、NiのL吸収端における磁気2色性ばかりでなく、酸素のK吸収端においても磁区ドメイン観測が可能なことに関しても上述の実験結果から詳細な知見を得ることができた。即ち、酸素のK吸収端では、結晶の反強磁性歪に由来するT-domainが観測されているのに対し、NiのL吸収端では、スピン容易化軸に由来するS-domainとT-domainの双方が観測されたことである。
そのほか、SPring-8に導入された高分解能光電子顕微鏡装置を用い、NiOや、その上に鉄を蒸着したサンプルに関し、高精度実験を行った。つくばの放射光施設では、蒸着の影響を詳細に検討することで、T-domainとS-domainの区別がついていたものが、蒸着しない状況でも詳細なコントラストを得ることができた。しかも、12個存在するドメインのうち、7種を確定したほか、磁壁の様子も観測できた。さらに、これまでに信じられてきたX線吸収スペクトルの形状よりも微細な形状を見出すことにも成功した。
これらの結果は、裏面に記したいくつかの論文で報告したほか、数報の論文を準備中である。又、4件の国際会議で成果報告を行ったほか(うち2件は招待講演)、国内の会議でも数件の報告を行った(1件は招待講演、来年度も1件の招待講演が予定)。
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