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原子層感度高周波ESR法による表面・界面の磁気ダイナミクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K18745
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 物性物理およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

野尻 浩之  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80189399)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード表面 / 界面 / ESR / 強磁場 / テラヘルツ
研究成果の概要

本研究では、物質変化の起点である表面・界面の理解から新しい研究領域を切り拓くために、高周波ESRと元素選択的な軟X線磁気円二色性分光を組み合わせて、磁性体表面の原子層レベルの磁気共鳴を観測可能な磁化検出型の電子スピン共鳴手法を発展させることを目指した。今回低温化とWバンドまでの高周波化に成功し、常磁性体にも対応する50 K以下の低温で実験が行えることを実証した。また、感度向上のために各種の変調方法を比較し、それらの有効性を検証した。時分割測定への拡張のために発光分光を用いたXMCDとの組み合わせの可能性を検討し、1000パルス、1秒程度の積算で測定可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、表面や界面における磁性の動的な振る舞いを調べるために原子層感度を有する電子スピン共鳴手法を開発することを目的としている。物質表面の磁性を研究する方法は幾つかあるが、電子スピン共鳴のように、表面の磁性の安定性や動的な性質を低エネルギーで正確に求められる手法は少なく、また、対象物質や応用範囲が限られていた。今回、表面敏感なX線磁気円二色性と高周波を組合わせ、この手法の応用範囲を一般的な磁性体まで広げる可能性を実証したことは大きな意義がある。さらには、将来的に時間分解測定も可能であることを明らかにしたことで、磁性体の高速スイッチングなどの現象への応用を開く事が期待される。

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

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute/University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Rationalization of single-molecule magnet behavior in a threecoordinate Fe(III) complex with a high-spin state (S=5/2)2018

    • 著者名/発表者名
      Ning Ge, Yuan-Qi Zhai, Yi-Fei Deng, You-Song Ding, Tao Wu, Zhen-Xing Wang, Zhongwen Ouyang, Hiroyuki Nojiri and Yan-Zhen Zheng
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry Frontiers

      巻: 5 号: 10 ページ: 2486-2492

    • DOI

      10.1039/c8qi00701b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] OVAL実験:パルス磁石と高フィネス共振器を用いた真空複屈折の探索2019

    • 著者名/発表者名
      上岡修星, 成田佳奈香, 稲田聡明, 難波俊雄, 浅井祥仁, 吉岡孝高, 五神真, 松尾晶, 金道浩一, 野尻浩之
    • 学会等名
      日本物理学会第74会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Beam Experiments in Strong Magnetic Fields Generated by a Portable Capacitor Bank2018

    • 著者名/発表者名
      H. Nojiri
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development and Application of XMCD detection ESR2018

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuzawa, H. Nojiri, Y. Kotani, T. Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Coordination Chemistory 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Magnetic Field X-ray Experiments with Synchrotron Radiation and Free Electron Laser Sources2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki NOJIRI1, Satoshi MATSUZAWA1, Hiromasa YASUMURA, Yasuo NARUMI, Chi-Chang KAO, Diling ZHU and Jun-sik LEE
    • 学会等名
      International Conference on Research in High Magentic Field 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Progress in High Magnetic Field Science at SR and XFEL Sources2018

    • 著者名/発表者名
      H. Nojiri
    • 学会等名
      X-ray Diffraction and Spectroscopy in Very High Magnetic Fields at the Helmholtz Beamline for Extreme Fields
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] XMCD 検出ESR の開発と応用2018

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之
    • 学会等名
      2017年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 軟X線XMCD検出法による高周波ESRの開発2017

    • 著者名/発表者名
      野尻浩之
    • 学会等名
      第56回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 磁気物理学部門ホームページ

    • URL

      http://www.hfpm.imr.tohoku.ac.jp

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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