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単結晶Cr電界放出陰極からの単色性電子ビーム放出の実証研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K14125
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関三重大学

研究代表者

永井 滋一  三重大学, 工学研究科, 助教 (40577970)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019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)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード電界放出電子源 / 電子分光 / Cr / 電界放出型電子源 / スピン偏極電子源 / 電界放出 / 電子ビーム応用
研究成果の概要

電子デバイス等の超微細化に伴う,電子ビームを用いた観察・分析装置に高い空間分解能とエネルギー分解能を実現するため,Crを陰極材料に用いた電界放出型電子源を開発し,放出電子のエネルギー幅を評価した。
超高真空下で,タングステン電界放出陰極上形成されたW{113}上の電子放出サイトの形成は,Cr微結晶の形成による局所的な電界増強因子の増大に起因することが明らかになった。放出電子のエネルギー幅は,放出電流の低下に伴って,1 eVから0.5 eVまで低下させることができた。Cr/Wスピン偏極電子源は,電子スピンとエネルギーのコヒーレント性を印加電圧によって切り替え可能な電子源であることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年のデバイスの縮小化は,半導体だけでなくスピントロニクス応用を目指した磁性体材料においても重要課題である。そのため,高輝度,狭いエネルギー幅のスピン偏極電子源は,スピン関連物理現象の解明,ならびにその応用にとって不可欠である。本研究で実証された電子スピンとエネルギーのコヒーレント性をもつCr/W{113}電子源は,印加電圧によって切り替え可能であり,次世代のスピン評価装置の実現に寄与すると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 電界放出型スピン偏極電子源の表面構造制御と特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      永井滋一
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 63 号: 1 ページ: 19-24

    • DOI

      10.1380/vss.63.19

    • NAID

      130007784329

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2020-01-10
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-polarized field emission from Cr thin film deposited on W〈 001〉 tips2019

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Nagai, Naoya Sakai, Kento Miyazaki, Tatsuo Iwata, Koichi Hata
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 475 ページ: 273-277

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2018.12.192

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field-emission of spin-polarized electrons from Cr thin film grown on W{113} surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Nagai, Kento Miyazaki, Kazuya Kunoh, Tatsuo Iwata, Koichi Hata
    • 雑誌名

      Technical Digest of International Vacuum Nanoelectronics Conference 2018

      巻: 1 ページ: 246-247

    • DOI

      10.1109/ivnc.2018.8520268

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Energy distribution and spin polarization of field-emitted electrons from Cr on W(311) surface2019

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Nagai, Kento Miyazaki, Katsunari Suzuki, Eiji Oyaizu, Tatsuo Iwata, Koichi Hata
    • 学会等名
      12th International Symposium on Atomic Level Characterization '19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Field-emission of spin-polarized electrons from Cr thin film grown on W{113} surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Nagai, Kento Miyazaki, Kazuya Kunoh, Tatsuo Iwata, Koichi Hata
    • 学会等名
      31st International Vacuum Nanoelectronics Conference (IVNC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Cr/W{311}電界放出型スピン偏極電子源からの放出電子のエネルギー分析2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木勝成,永井滋一,岩田達夫,畑浩一
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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