外場摂動印加時の磁気分光を用いた軌道磁気モーメントの操作に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15H03562
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡林 潤 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70361508)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2015年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
• キーワード: 電子分光 / 磁気分光 / 軌道磁気モーメント / 界面 / Ｘ線磁気円二色性 / 外場摂動 / スピンオービトロニクス / 磁気円二色性 / スピントロニクス

研究成果の概要

薄膜界面における空間対称性の破れによる軌道磁気モーメントの増大を精密観測し、操作することを目的として研究を展開してきた。このために内殻励起磁気分光測定装置を改造し、スピンと軌道磁気モーメントの計測を進めた。これにより、CoとPdの界面での垂直磁気異方性の起源を明確にし、非磁性体Cuに誘起される垂直磁化の精密測定に成功した。さらに、電圧を印加した状態での磁気分光法を開発し、Niにおいて格子ひずみによる磁気異方性の変化と軌道磁気モーメントの変調を捉えることに成功した。これらの成果は、軌道磁気モーメントを操作する新しい研究分野「スピンオービトロニクス」の展開に道を拓くことになる。

研究成果

• [雑誌論文] Interfacial exchange coupling between transition metals and Mn1.5Ga studied by X-ray magnetic circular dichroism (2018)
  • 著者名/発表者名: J. Okabayashi, K.Z. Suzuki and S. Mizukami
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 巻: 460 ページ: 418-423
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2018.03.060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and magnetic properties of epitaxial thin films of the equiatomic quaternary CoFeMnSi Heusler alloy (2017)
  • 著者名/発表者名: Lakhan Bainsla, Resul Yilgin, Jun Okabayashi, Atsuo Ono, Kazuya Suzuki, and Shigemi Mizukami
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 96 号: 9 ページ: 0944041-7
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.094404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of induced paramagnetic moments in Pt on Y3Fe5O12 via x-ray magnetic circular dichroism (2017)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa Takashi、Suzuki Motohiro、Okabayashi Jun、Uchida Ken-ichi、Kikuchi Daisuke、Qiu Zhiyong、Saitoh Eiji
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 95 号: 21 ページ: 2144161-7
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.214416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-induced two-step spin crossover in a double-layered elastic model (2017)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Daisuke、Okabayashi Jun、Hotta Chisa
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 96 号: 17 ページ: 174104-174104
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.174104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induced perpendicular magnetization in a Cu layer inserted between Co and Pt layers revealed by x-ray magnetic circular dichroism (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Okabayashi et al.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 461321-9
  • DOI: 10.1038/srep46132
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interdiffusion in epitaxial ultrathin Co2FeAl/MgO heterostructures with interface-induced perpendicular magnetic anisotropy (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhenchao Wen, Jason Paul Hadorn, Jun Okabayashi, Hiroaki Sukegawa, Tadakatsu Ohkubo, Koichiro Inomata, Seiji Mitani, and Kazuhiro Hono
  • 雑誌名: Zhenchao Wen, Jason Paul Hadorn, Jun Okabayashi, Hiroaki Sukegawa, Tadakatsu Ohkubo, Koichiro Inomata, Seiji Mitani, and Kazuhiro Hono 巻: 10 号: 1 ページ: 013003-013003
  • DOI: 10.7567/apex.10.013003
  • NAID: 210000135725
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perpendicular magnetic tunnel junction with a strained Mn-based nanolayer (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Z. Suzuki, R. Ranjbar, J. Okabayashi, Y. Miura, A. Sugihara, H. Tsuchiura and S. Mizukami
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 30249-30249
  • DOI: 10.1038/srep30249
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 強的3d2系(V3+)スピネル型酸化物における強的・反強的な軌道秩序 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡林潤
  • 学会等名: 強的秩序のその操作に関する研究会
• [学会発表] メスバウアー様々な磁気分光手法による四極子相互作用に関する考察 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡林潤
  • 学会等名: 放射光メスバウアー分光研究会
• [学会発表] 元素別なスピンと軌道磁気モーメントの観測と操作 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡林潤
  • 学会等名: 電気学会
  • 招待講演
• [学会発表] Ni/Cu多層構造の電場誘起XMCD (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡林潤
  • 学会等名: 日本放射光学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2017-01-08
• [学会発表] 磁気学会非磁性体界面に誘起される軌道磁性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡林潤
  • 学会等名: 日本磁気学会専門研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Tailoring spin and orbital in complexed materials probed by x-ray magnetic spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi
  • 学会等名: CCMR2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Perpendicular magnetic anisotropy of an Fe/MgO interface induced by W buffer and Tb cap layers (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Iida, Jun Okabayashi, and Seiji Mitani
  • 学会等名: TMRC2017
  • 国際学会
• [学会発表] Relationship between Strain and Orbital Magnetic Moments in Ni/Cu Multilayers Studied by Electric-Field-Induced XMCD and First-Principle Calculation (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi and Tomoyasu Taniyama
  • 学会等名: 応用物理学会
• [学会発表] Perpendicular magnetic anisotropy of polycrystalline Fe/MgO interfaces induced by W buffer and Tb capping layers (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Iida, Jun Okabayashi, and Seiji Mitani
  • 学会等名: 応用物理学会
• [学会発表] Enhancement of tunnel magnetoresistance and perpendicular magnetic anisotropy in magnetic tunnel junctions with Mn-modified MnGa electrodes (2017)
  • 著者名/発表者名: K.Z. Suzuki, J. Okabayashi et al.
  • 学会等名: 応用物理学会
• [学会発表] 磁気Ni/Cu多層構造の電場誘起XMCD (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡林潤
  • 学会等名: 日本磁気学会
• [学会発表] Relationship between Strain and Orbital Magnetic Moments in Ni/Cu Multilayers Studied by Electric-Field-Induced XMCD and First-Principle Calculation (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi
  • 学会等名: Kanamori Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Manipulating Orbital Magnetic Moments at Film Interfaces (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi
  • 学会等名: 原研セミナー
• [学会発表] Structural ordering and magnetism in equiatomic CoFeMnSi epitaxial films (2017)
  • 著者名/発表者名: Lakan Balinska, J. Okabayashi et al,
  • 学会等名: SSDM
  • 国際学会
• [学会発表] Relationship between degree of order and magnetic moments in equiatomic quaternary CoFeMnSi Heusler alloy studied by XMCD (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi et al.
  • 学会等名: PASPS22
• [学会発表] Enhancement of tunnel magnetoresistance and perpendicular magnetic anisotropy in magnetic tunnel junctions with Mn-modified MnGa electrodes (2017)
  • 著者名/発表者名: K.Z. Suzuki, J. Okabyaashi et al.
  • 学会等名: 応用物理学会
• [学会発表] Anatomy of interfacial spin-orbit coupling in Co/Pd multilayers by XMCD and band-structure calculation (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
• [学会発表] Co L-edge and Pd M-edge XMCD in perpendicular magnetic anisotropy system：Co/Pd multilayers (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi
  • 学会等名: Mag. Mag. Mater.
  • 発表場所: New Orleans (USA)
  • 年月日: 2016-11-03
  • 国際学会
• [学会発表] Interfacial Exchange Coupling in FeCo/MnGa Studied by X-ray Magnetic Circular Dichroism (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi
  • 学会等名: Mag. Mag. Mater.
  • 発表場所: New Orleans (USA)
  • 年月日: 2016-11-03
  • 国際学会
• [学会発表] Element-Specific Characterization in Spin-Orbit-Coupled Interfaces Using X-Ray Magnetic Circular Dichroism (XMCD) (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi
  • 学会等名: Solid State Chemitry 2016
  • 発表場所: Prague (Czech Republic)
  • 年月日: 2016-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Interfacial Exchange Coupling between Transition Metal and MnGa Studied by X-ray Magnetic Circular Dichroism (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] Co/Pd多層構造の元素別軌道磁気モーメントの異方性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡林潤
  • 学会等名: 日本磁気学会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Manipulating Orbital Magnetic Moments Probed by X-ray Magnetic Circular Dichroism (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Okabayashi
  • 学会等名: IEEE distinguished lectures
  • 発表場所: 日本大学（東京都千代田区）
  • 招待講演
• [備考] 東京大学大学院理学系研究科スペクトル化学研究センター
  • URL: http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/spectrum/index.html