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蛍光選別型軟X線深さ分解XAS法の開発とイオン伝導体/強磁性体界面の精密観察

研究課題

研究課題/領域番号 17K14324
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関群馬大学 (2018)
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2017)

研究代表者

鈴木 真粧子 (酒巻 / 酒巻 真粧子)  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (90598880)

研究協力者 雨宮 健太  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードX線吸収分光 / 深さ分解 / 磁性薄膜 / イオン伝導体 / 表面・界面 / 電界効果 / 界面 / X線磁気円二色性 / 表面・界面物性 / X線
研究成果の概要

電界中で強磁性体の界面における化学・磁気状態を観察するために、申請者らは従来の電子収量型深さ分解X線吸収分光(XAS)法を応用し、電界の影響を受けない蛍光収量型深さ分解XAS測定システムの開発を行った。これまでに、nmレベルの深さ分解能で界面状態を観察することに成功した。さらに本研究では、注目する元素の蛍光をエネルギー選別して余分な元素由来のバックグラウンドを減らすことで、S/B比の大幅な向上を可能とする蛍光分光型深さ分解XAS測定システムへの高度化を行った。その結果、FeCo薄膜におけるFeとCoの蛍光分光型XASスペクトルを得ることに成功し、約100倍のS/B比向上を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多くの積層デバイスにおいて、演算や記憶などの機能を担っているのは界面であり、さらなる機能の向上を目指すには界面の精密な電子状態を調べる必要がある。界面を直接観察する手法は限られ、特に分光学的な分析法は我々が開発を行う深さ分解XAS法が唯一の手法である。さらに最近ではよりデバイスの動作状態に近い環境で界面観察をする手法が求められており、本研究で開発した蛍光分光型深さ分解XAS法を用いることで、電場や磁場がある環境でも高感度に界面の化学・磁気状態を観察することが可能となった。nmの深さ分解能で界面状態を直接観察するオペランド分析法として、多くの積層デバイスへの応用が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Observation of an electric field-induced interface redox reaction and magnetic modification in GdOx/Co thin film by means of depth-resolved X-ray absorption spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Sakamaki Masako、Amemiya Kenta
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 30 ページ: 20004-20009

    • DOI

      10.1039/c8cp02972e

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of high signal-to-background ratio depth-resolved soft X-ray absorption spectroscopy by fluorescence energy selection2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki-Sakamaki Masako、Amemiya Kenta
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 12 ページ: 120308-120308

    • DOI

      10.7567/jjap.57.120308

    • NAID

      210000149835

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of interface NiO layer on magnetism in Fe/BaTiO3 thin film2018

    • 著者名/発表者名
      Masako Sakamaki and Kenta Amemiya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 印刷中

    • NAID

      210000149600

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanometer-resolution depth-resolved measurement of florescence-yield soft x-ray absorption spectroscopy for FeCo thin film2017

    • 著者名/発表者名
      Sakamaki M.、Amemiya K.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 88 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4986146

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 蛍光収量深さ分解XAFS法による外場中界面分析2018

    • 著者名/発表者名
      酒巻真粧子、雨宮健太
    • 学会等名
      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ、茨城県立県民文化センター(茨城・水戸)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光収量型深さ分解XAFS法による磁場中界面分析2018

    • 著者名/発表者名
      酒巻真粧子、雨宮健太
    • 学会等名
      第73回日本物理学会年次大会、東京理科大学野田キャンパス(千葉・野田)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Direct observation of electric-field effect on interface magnetic state of GdOx/Co thin films by fluorescence-yield depth-resolved soft x-ray absorption spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      M. Sakamaki and K. Amemiya
    • 学会等名
      The 17th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure (XAFS 2018) (Krakow, Poland) (Poster)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 精密界面分析に向けた蛍光分光深さ分解XAFS法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      酒巻真粧子、雨宮健太
    • 学会等名
      第21回XAFS討論会、北海道大学(北海道・札幌)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光収量深さ分解XAFS法による外場中界面分析2018

    • 著者名/発表者名
      酒巻真粧子,雨宮健太
    • 学会等名
      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ、茨城県立県民文化センター(茨城・水戸)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] NiO/Ni/Cu(001) における磁気異方性の制御2018

    • 著者名/発表者名
      雨宮健太,酒巻真粧子
    • 学会等名
      第73回日本物理学会年次大会、東京理科大学野田キャンパス(千葉・野田)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光収量型深さ分解XAFS法による磁場中界面分析2018

    • 著者名/発表者名
      酒巻真粧子,雨宮健太
    • 学会等名
      第73回日本物理学会年次大会、東京理科大学野田キャンパス(千葉・野田)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Depth profile of surface oxidation on FeCo thin film by depth resolved X-ray absorption spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sakamaki and K. Amemiya
    • 学会等名
      The 21st Interdisciplinary Surface Science Conference (ISSC-21), Manchester (UK)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Electric Field on Magnetism of Ni Thin Films via Antiferromagnetic NiO2017

    • 著者名/発表者名
      K. Amemiya and M. Sakamaki
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8), Tsukuba International Congress Centre (Ibaraki・Tsukuba)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of the electric-field effect in Fe/BaTiO3 thin films with the interface oxide layers2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sakamaki and K. Amemiya
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8), Tsukuba International Congress Centre (Ibaraki・Tsukuba)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光収量型深さ分解XMCD法による磁性薄膜研究2017

    • 著者名/発表者名
      酒巻真粧子,雨宮健太
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所共同利用ワークショップ、東北大学金属材料研究所(宮城・仙台)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 電場・磁場中で薄膜の深さ方向ナノメーター分解能を実現

    • URL

      https://www.kek.jp/ja/NewsRoom/Release/pressrelease20170808.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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