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レーザー誘起磁気円二色性光電子放出を利用した磁気走査トンネル顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16710093
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関分子科学研究所

研究代表者

中川 剛志  分子科学研究所, 分子構造研究系, 助手 (80353431)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード走査トンネル顕微鏡 / 光電子放出 / 表面磁性 / ナノ磁性
研究概要

我々はレーザーによる光電子放出とトンネル現象を利用した新しい走査トンネル顕微鏡を考案した。この原理ではレーザーの偏光と表面スピンの方向との間に明確な関係が成り立つことが予想され、スピンの方向を決定できる。また、原子分解能も期待できると考えている。以上のような特徴を持った測定手法の開発を進めている。
平成18年度は光電子放出の磁気円二色性(MCD)の顕微鏡への適用を試みた。走査トンネル顕微鏡への適用が課題の主目的であるが、まず空間分解能が劣る光電子顕微鏡にて磁区観測実験を行った。光電子顕微鏡は空間分解能50nm程度の顕微鏡であり、光学顕微鏡と同様で走査部がないため高速測定ができる。実験はNi10層をCu(001)蒸着した試料にて行った。光源はHeCdレーザー(325nm,3.81eV)を使用した。レーザーのエネルギーと試料の仕事関数をほぼ一致させるためにアルカリ金属であるCsを蒸着して、仕事関数を低下させ、制御した。測定の結果、光電子顕微鏡により空間分解能〜100nm程度で磁区が明瞭に観測することがわかった。
MCD強度が最も強くなる条件(仕事関数と光のエネルギーが一致したとき)はトンネル光電子を測定するときの条件と同じであり、STMにより磁化測定ができる望みを大いに持たせるものである。しかし、測定は走査トンネル顕微鏡の安定性が重要な要因と考えられ、今後さらに実験環境を整備し、走査トンネル顕微鏡による磁区観測実現へ向け研究を進めて行く。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (9件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Measurements of threshold photoemission magnetic dichroism using ultraviolet lasers and a photoelastic modulator2007

    • 著者名/発表者名
      T.Nakagawa, T.Yokoyama, M.Hosaka, M.Katoh
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 78

      ページ: 23907-23907

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Circular Dichroism near the Fermi Level2006

    • 著者名/発表者名
      T.Nakagawa, T.Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 96

      ページ: 237402-237402

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Adatom induced spin reorientation transitions and spin canting in Co films on stepped Cu(001) surface2006

    • 著者名/発表者名
      T.Nakagawa, H.Watanabe, T.Yokoyama
    • 雑誌名

      Fhysical Review B 74

      ページ: 134422-134422

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of surface chemisorption on the spin reorientation transition in magnetic ultrathin Fe film on. Ag(001)2006

    • 著者名/発表者名
      X.Ma, T.Nakagawa, T.Yokoyama
    • 雑誌名

      Surface Science 600

      ページ: 4605-4605

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] X線磁気円二色性、磁気光学Kerr効果による磁性超薄膜のスピン再配列相転移2006

    • 著者名/発表者名
      中川剛志, 横山利彦
    • 雑誌名

      日本表面科学学会誌 (印刷中)

    • NAID

      10017488015

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Adsorbate Carbon on Spin Reorientation Transitions in Cu-capped ultrathin Ni films on Cu(001)2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakagawa, H.Watanabe, T.Yokoyama
    • 雑誌名

      Surface Science 599

      ページ: 265-265

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Evolution of geometric and electronic structure at Bi/Ag(001) interface2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakagawa, Y.Saito, M.Ohgami, H.Okuyama, M.Nishijima, T.Aruga
    • 雑誌名

      Physical Review B 72

      ページ: 165405-165405

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Long-Period Surface Structure Stabilized by Fermi Surface Nesting : Cu (001) -$sqrt{20}timessqrt{20}) R26.6^circ$-In2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakagawa, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 73

      ページ: 75407-75407

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Opposite spin reorientation transitions driven by a magnetic orbital moment : Ultrathin Ni films on Cu surfaces2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakagawa, H.Watanabe, T.Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review B 71(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 紫外磁気円二色性測定方法、磁気円二色性光電子放出顕微鏡、及び磁気円二色性光電子放出顕微鏡システム2006

    • 発明者名
      中川剛志, 横山利彦
    • 権利者名
      中川剛志, 横山利彦, 自然科学研究機構
    • 産業財産権番号
      2006-002417
    • 出願年月日
      2006-09-06
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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