磁性薄膜でのレーザー光電子による偏光可変・多光子磁気二色性と光電子顕微鏡の研究

• 研究課題/領域番号: 19681013
• 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: 分子科学研究所
• 研究代表者: 中川 剛志 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (80353431)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円); 2009年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2008年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2007年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
• キーワード: ナノ表面科学 / 光電子放出 / 磁気円二色性 / 表面磁性 / 超高速分光 / 磁性 / ナノ磁性

研究概要

価電子励起したときの光電子磁気二色性を偏光、エネルギーを適切に選ぶことで格段に向上させた。磁性遷移金属ではFermi準位付近のd軌道電子が磁性を担っているが、この電子状態と共鳴する軌道へ電子励起するときに特に磁気二色性が大きくなることを明らかにし、二光子励起でも共鳴状態を経ることが大きな二色性の起源となることを示した。これらの現象を光電子顕微鏡と組み合わせることにより、高感度で磁気ドメイン観察が可能となり、かつ超短パルスレーザーの特性を活かして時間分解測定にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Structure and magnetic properties of iron nitride thin films on Cu(001) (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasumasa Takagi, Kyohei Isami, Isamu Yamamoto, Takeshi Nakagawa, Toshihiko Yokoyama
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 81 ページ: 35422-35422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and magnetic properties of iron nitride thin films on Cu(001) (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasumasa Takagi, Kyohei Isami, Isamu Yamamoto, Takeshi Nakagawa, Toshihiko Yokoyama
  • 雑誌名: Physical Review B 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー励起光電子による磁気円二色性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志、横山利彦
  • 雑誌名: 真空 52 ページ: 589-589
  • NAID: 10026291902
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー光電子磁気円二色性顕微鏡(総説) (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志、横山利彦
  • 雑誌名: 表面科学 30 ページ: 332-332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two Photon Photoemission Magnetic Circular Dichroism and Its Energy Dependence (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, I. Yamamoto, Y. Takagi, K. Watanabe, Y. Matsumoto, T. Yokoyama
  • 雑誌名: Physical Review B 79 ページ: 172404-172404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic circular dichroism photoemission electron microscopy using Laser and threshold photoemission (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, K. Watanabe, Y. Matsumoto, T. Yokoyama
  • 雑誌名: Journal of Physics, Condensed Matter 21 ページ: 314010-314010
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray absorption spectroscopy and magnetic circular dichroism incodeposited C60-Co films with giant tunnel magnetoresistance (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, S. Sakai, Y. Takagi, T. Nakagawa, T. Yokoyama, T. Shimada, S. Mitani, K. Takanashi
  • 雑誌名: Chemcal Physics Letters 470 ページ: 244-248
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー励起光電子による磁気円二色性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志、横山利彦
  • 雑誌名: 真空 52巻 ページ: 589-594
  • NAID: 10026291902
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー光電子磁気円二色性顕微鏡 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志、横山利彦
  • 雑誌名: 表面科学 30巻 ページ: 332-338
  • NAID: 10024945881
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two Photon Photoemission Magnetic Circular Dichroism and Its Energy Dependence (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakagawa, I.Yamamoto, Y.Takagi, K.Watanabe, Y.Matsumoto, T.Yokoyama
  • 雑誌名: Physical Review B VOL.79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic circular dichroism photoemission electron microscopy using Laser and threshold photoemission (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakagawa, K.Watanabe, Y.Matsumoto, T.Yokoyama
  • 雑誌名: Journal of Physics, Condensed Matter VOL.21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties of self-assembled Co nanorods grown on Cu(110)-(2x3)N (2008)
  • 著者名/発表者名: X.D. Ma, T. Nakagawa, Y. Takagi, M. Przybylski, F.M. Leibsle, T. Yokoyama
  • 雑誌名: Physical Review B 78 ページ: 104420-104420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Circular Dichroism for Surface and Thin Film Magnetism: Measurement Techniques and Surface Chemical Applications (Review article) (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoyama, T. Nakagawa, Y. Takagi
  • 雑誌名: International Reviews in Physical Chemistry 27 ページ: 449-449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Technical magnetization process in the chemisorption-induced spin reorientation transition of Co/Pd(111) magnetic thin films (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, Y. Takagi, Y. Matsumoto, T. Yokoyama
  • 雑誌名: Surface Science 602 ページ: 1999-1999
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancements of Spin and Orbital Magnetic Moments of Submonolayer Co on Cu (001) Studied by X-ray Magnetic Circular Dichroism Using a Superconducting Magnet and a Liquid He Cryostat (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nakagawa, Yasumasa Takagi, Yoshihiro Matsumoto and Toshihiko Yokoyama
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 2132-2136
  • NAID: 40016003380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties of self-assembled Co nanorods grown on Cu (110)-(2 x 3) N (2008)
  • 著者名/発表者名: Xiao Dong Ma, Takeshi Nakagawa, Yasumasa Takagi, Marek Przybylski, Fred M. Leibsle, and Toshihiko Yokoyama
  • 雑誌名: Physcal Review B 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancements of Spin and Orbital Magnetic Moments of Submonolayer Co on Cu(001) Studied by X-ray Magnetic Circular Dichroism Using Superconducting Magnet and Liquid He Cryostat (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, Y. Takagi, Y. Matsumoto, T. Yokoyama
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 2132-2132
  • NAID: 40016003380
  • 査読あり
• [雑誌論文] 可視・紫外レーザーによる磁性薄膜での光電子磁気二色性(総説) (2007)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志、横山利彦
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 62 ページ: 522-522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of threshold photoemission magnetic dichroism using ultraviolet lasers and a photoelastic modulator (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, T. Yokoyama, M. Hosaka, M. Katoh
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 78 ページ: 23907-23907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of threshold photoemission magnetic dichroism using ultraviolet lasers and a photoelastic modulator (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, T. Yokoyama, T. Hosaka, T. Katoh
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] 可視・紫外レーザーによる磁性薄膜での光電子磁気二色性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 横山利彦、中川剛志
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 62 ページ: 522-522
  • NAID: 110006317535
  • 査読あり
• [学会発表] 閾値光電子磁気円二色性による磁性薄膜の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志
  • 学会等名: 若手奨励賞講演日本物理学会第65年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] レーザー光電子磁気円二色性顕微鏡の開発と磁性超薄膜研究への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志、横山利彦
  • 学会等名: 春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] レーザー誘起光電子磁気円二色性顕微鏡による磁性超薄膜研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志、横山利彦
  • 学会等名: 物性研短期研究会
• [学会発表] Magnetic Circular Dichroism using Laser Photoemission and its application to PEEM (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志
  • 学会等名: 7th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '09
  • 発表場所: Westion Maui, Hawaii(U.S.A)
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] Threshold Photoemission Magnetic Circular Dichroism in Magnetic Thin Films (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志
  • 学会等名: 11-th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • 発表場所: Nara(Japan)
  • 年月日: 2009-10-10
• [学会発表] Threshold Photoemission Magnetic Circular Dichroism in Magnetic Thin Films (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakagawa, I.Yamamoto, Y.Takagi, T.Yokoyama
  • 学会等名: Workshop on Low-Energy Photoemission of Solidsusing Synchrotron
  • 発表場所: 分子科学研究所(愛知県)
  • 年月日: 2009-10-03
• [学会発表] TWO PHOTON PHOTOEMISSION MAGNETIC CIRCULAR DICHROISM : ENERGY AND ANGLE DEPENDENCE IN VALENCE BAND (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakagawa, I.Yamamoto, Y.Takagi, T.Yokoyama
  • 学会等名: International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Karlsruhe Conferece(Karlsruhe、Gernamy)
  • 年月日: 2009-07-26
• [学会発表] TWO PHOTON PHOTOEMISSION MAGNETIC CIRCULAR DICHROISM : ENERGY AND ANGLE DEPENDENCE IN VALENCE BAND (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakagawa, I.Yamamoto, Y.Takagi, T.Yokoyama
  • 学会等名: The International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces(ICMFS)
  • 発表場所: Berlin Free University(Berlin、Germany)
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Ni超薄膜での二光子光電子磁気円二色性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志、山本勇、高木康多、横山利彦
  • 学会等名: 本物理学会
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Ni超薄膜での二光子光電子磁気円二色性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 閾値光電子磁気円二色性による磁性薄膜の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志
  • 学会等名: 日本物理学会第65年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] レーザー光電子磁気円二色性顕微鏡の開発と磁性超薄膜研究への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志、横山利彦
  • 学会等名: 春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] Magnetic Circular Dichroism using Laser Photoemission and its application to PEEM」 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa
  • 学会等名: 7th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '09
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] Threshold Photoemission Magnetic Circular Dichroism in Magnetic Thin Films (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa
  • 学会等名: 11-th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure (ICESS-11)
  • 発表場所: Nara, Japan
• [学会発表] Magnetic Circular Dichroism in Valence Band using Laser Excitation Workshop on Low-Energy Photoemission of Solids using Synchrotron Radiation (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, I. Yamamoto, Y. Takagi, T. Yokoyama
  • 学会等名: UVSOR, Institute for Molecular Science, Okazaki
• [学会発表] Two photon photoemission magnetic circular dichroism International Conference on Magnetism (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, I. Yamamoto, Y. Takagi, T. Yokoyama
  • 学会等名: ICM
  • 発表場所: Karlsruhe
• [学会発表] Tow Photon Photoemission Magnetic Circular Dichroism: Energy and Angle Dependence in Valence Band The International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, I. Yamamoto, Y. Takagi, T. Yokoyama
  • 学会等名: ICMFS
  • 発表場所: Berlin
• [学会発表] Magnetic Dichrosim of Magnetic Ultrathin Films using Laser -PEEM (2008)
  • 学会等名: PEEMLEEM VI
  • 発表場所: Trieste, Italy
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Magnetic Dichrosim of Magnetic Ultrathin Films using Laser-PEEM (2008)
  • 著者名/発表者名: 中川剛志
  • 学会等名: PEEMLEEM VI
  • 発表場所: トリエステ・イタリア
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Threshold photoemission magnetic dichroism using laser (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakagawa, T. Yokoyama
  • 学会等名: The 15th International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics
  • 年月日: 2007-08-03
• [備考] 日本物理学会2010年若手奨励賞(領域9)