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軟X線マイクロビームと深さ分解XMCDを組み合わせた磁性薄膜の三次元解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17681013
研究種目

若手研究(A)

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
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2006-2007)
東京大学 (2005)

研究代表者

雨宮 健太  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (80313196)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
30,420千円 (直接経費: 23,400千円、間接経費: 7,020千円)
2007年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2006年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2005年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
キーワード軟X線 / マイクロビーム / 磁性薄膜 / 三次元解析 / 深さ分解 / Fe / Cu薄膜 / 分子吸着 / Ni / Co / Ru薄膜 / 軟X線マイクロビーム / 二段階集光K-Bミラーシステム / 深さ分解XMCD / 三次元磁気解析
研究概要

独自の設計に基づいて作成した二段階集光マイクロビームシステムに,ミラーからの電子が検出器に入らないように改良を加えたうえでSPring-8 BL23SUに設置し,Fe/Ni/Cu(100)磁性薄膜についてマイクロビームと深さ分解XMCDを組み合わせた三次元磁気解析を行った。この実験から以下のような二つの結果を得ることが出来た。
1.Ni(6 ML)/Cu(100)薄膜を面内方向に磁化し,その後でFeのマイクロパターンを蒸着して三次元XMCD測定を行った。200μm×40μmの試料に関して詳細な解析を行ったところ,試料の中心付近では通常の磁化容易軸の方向にきれいにスピンが配列しているものの,端の方ではそれが最大45度程度,面内方向で回転していることがわかった。さらに,通常の磁化容易軸を向いている部分と斜めの部分のそれぞれで深さ分解をしたところ,前者では特に表面と内部で違いは見られなかったのに対し,後者では表面において特異なXMCDスペクトルが観測され,通常とは異なる特殊な磁気状態にあることがわかった。
2.同じく面内方向に磁化したNi(6 ML)/Cu(100)薄膜の上に,位置によって厚さが少しずつ変わるようにFeを蒸着し,マイクロビームの位置分解能を利用して詳細なFe膜圧依存を測定した。予想通り,面内→面直→面内という二回のスピン再配列転移が観測されたが,最後の面内領域では最初に比べて90度磁化が回転していることがわかった。さらに,転移の過程を詳しく見ると,斜め磁化と思われる領域があったり,同じ斜めでも突然逆側に倒れる部分があったりと,単純な面内⇔面直の行き来ではないことが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Anomalous magnetic phases in Fe/Cu (001) ultrathin films induced by CO adsorption2008

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, K. Amemiya, D. Matsumura, J. Miyawaki, E. O. Sako, T. Ohtsuki, E. Sakai and T. Ohta
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 77

      ページ: 54409-54409

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Step Kirkpatrick-Baez System: Compact Optics for X-ray Microfocusing2007

    • 著者名/発表者名
      K. Amemiya, E. O. Sako, J. Miyawaki and H. Abe
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

      ページ: 3640-3643

    • NAID

      40015421765

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design concept for a high-resolution variable included angle grazing incidence monochromator with a varied line spacing grating and a new optics for microfocusing2007

    • 著者名/発表者名
      K.Amemiya, H.Abe, J.Miyawaki, E.O.Sako, T.Ohta
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc. 879

      ページ: 463-463

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin Reorientation Transition in Ultrathin Co Films on Ru(0001) Induced by Ru Capping2007

    • 著者名/発表者名
      J.Miyawaki, D.Matsumura, H.Abe, T.Otsuki, E.Sakai, K.Amemiya, T.Ohta
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc. 882

      ページ: 505-505

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Depth-resolved XMCD application to Fe/Ni/Cu(001) films2007

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, K.Amemiya, D.Matsumura, T.Ohtsuki, E.Sakai, T.Yokoyama, T.Ohta
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc. 882

      ページ: 384-384

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface structure of CO on Co/Pd(111) magnetic thin films and its effect on the spin reorientation transition of the film2006

    • 著者名/発表者名
      D.Matsumura, K.Amemiya, S.Kitagawa, T.Shimada, H.Abe, T.Ohta, H.Watanabe, T.Yokoyama
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 73

      ページ: 174423-174423

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin reorientation transitions of Fe/Ni/Cu(001) studied by using the depth-resolved x-ray magnetic circular dichroism technique2006

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, K.Amemiya, D.Matsumura, S.Kitagawa, T.Ohta, H.Watanabe, T.Yokoyama
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater. 302

      ページ: 86-86

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Anomalous behavior of satellite features at the surface and interface in the Ni L-edge x-ray absorption spectra2005

    • 著者名/発表者名
      K.Amemiya, E.Sakai, D.Matsumura, H.Abe, T.Ohta
    • 雑誌名

      Physical Review B 72

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Two-Step Kirkpatrick-Baez System : Compact Optics for X-ray Microfocusing

    • 著者名/発表者名
      K.Amemiya, E.O.Sako, J.Miyawaki, H.Abe
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. (印刷中)

    • NAID

      40015421765

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin reorientation transitions of Fe/Ni/Cu(001) studied by using the depth-resolved x-ray magnetic circular dichroism technique

    • 著者名/発表者名
      H.Abe, K.Amemiya 他
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 深さ分解XAFS法を用いた表面・界面の磁性および原子構造の観察2008

    • 著者名/発表者名
      雨宮健太, 松村大樹, 北川聡一郎, 宮脇淳, 阿部仁, 坂井延寿, 佐古恵理香, 酒巻真粧子, 横山利彦, 太田俊明
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      東大阪
    • 年月日
      2008-03-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 深さ分解XMCD法による磁性薄膜の表面・界面の観察と三次元マイクロXMCD法への展開2008

    • 著者名/発表者名
      雨宮健太
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      東大阪
    • 年月日
      2008-03-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 三次元マイクロXMCD法によるFe/Ni/Cu(100)薄膜磁性の研究2007

    • 著者名/発表者名
      雨宮健太, 阿部仁, 佐古恵理香, 宮脇淳, 酒巻真粧子
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Two-step Kirkpatrick-Baez microfocusing system and its application to three-dimensional magnetic analyses2007

    • 著者名/発表者名
      K. Amemiya, E. O. Sako, J. Miyawaki, H. Abe, and M. Sakamaki
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics
    • 発表場所
      Berlin
    • 年月日
      2007-07-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 三次元XAFSへの道(2)-初めての三次元測定-2007

    • 著者名/発表者名
      雨宮健太, 佐古恵理香, 宮脇淳, 阿部仁, 酒巻真粧子
    • 学会等名
      第10回XAFS討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-07-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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