多価イオン照射により磁性体表面から放出される2次電子のスピン分析

• 研究課題/領域番号: 17740264
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 中村 信行 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 助教授 (50361837)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2006年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2005年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
• キーワード: 多価イオン / 二次電子 / 磁性体 / スピン / スピン分析

研究概要

今年度は、まず磁性体表面の清浄化を行うための真空系の整備を行った。昨年度立ち上げた衝突実験槽の真空度は5xlO^<-8>torr程度であったが、モット型検出器の差動排気の強化、ターボ分子ポンプのタンデム化、真空槽焼き出しの強化、などを行うことにより、真空度をlO^<-10>torr台の超高真空を達成した。その上で、磁性体表面をアニールするためのタングステンリボンを超高真空内に設置し、磁性体表面を600℃まで加熱できるように装置を改造した。更に、イオン銃を取り付け、アニールとイオン照射によるスパッタクリーニングを繰り返すことにより、磁性体表面の清浄化を行った。
次に、昨年度製作したモット型スピン分析器の性能評価から行った。表面を清浄化し、磁化させたニッケルにアルゴンイオンを入射し、発生する二次電子をモット型スピン分析器に入射し、試験を行った。モット型スピン分析器は、電子を高電圧で加速した上で金薄膜に入射し、その際の散乱電子の角度分布の非対称性からスピンを分析する装置であり、対称位置に設置された2つの検出器の散乱電子数の差から入射電子の偏極度を導出する。試験の結果、金薄膜以外で非弾性散乱した2次電子が大量に検出器に入射し、スピン分析器として動作していないことが分かった。そのため、入射電子のコリーメータや透過電子の散乱防止板の増設を行った他、検出器の背後などを遮蔽し金薄膜以外からの散乱電子が入射されないよう分析器に改造を施した。その結果、ニッケルの磁化方向に応じて、2つの検出器で検出される散乱電子数が変化し、スピン検出器として動作していることが確認できた。