| 研究課題/領域番号 |
20K05316
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
松山 秀生 北海道大学, 理学研究院, 特任准教授 (50374187)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | スピン / Pd / 超薄膜 / 量子井戸 / SrTiO3 / スピン偏極 / STM / Cu / 強磁性 / 走査トンネル顕微鏡 / トンネル顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
パラジウム（Pd）は磁性をもたない貴金属であるが、近年単結晶Pd薄膜の特定の膜厚において室温で強磁性が発現すると報告された。しかし、磁気転移温度、磁気異方性など不明な点が多く、実験データの蓄積が期待されている。一方、この現象を説明する理論が提案されているが、この理論では強磁性が発現する膜厚から1原子層ずれるだけで非磁性になることが予想されている。しかし、これまでの実験では原子1層の精度の議論はできなかった。そこで原子レベルで平坦な理想的なPd薄膜を作製し、その磁性をスピン偏極走査トンネル顕微鏡（SP-STM）を用いて評価し、その磁性とナノ構造の関係を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
Pdは非磁性物質であるが、STO(001)基板上のPd超薄膜で強磁性が発現すると報告された。しかし、Pd薄膜のスピン分布を直接観察した報告はない。当初STO上にPd超薄膜を成膜する予定であったが、様々な条件で成膜を試みたが、Pdエピタキシャル膜は得られなかった。そこでCu(001)基板上にPd超薄膜を成膜し、スピン偏極STMでPd膜の微分コンダクタンスdI/dV像観察を行った。得られたdI/dV像の平坦なテラス内に明暗のコントラストが得られた。これは多磁区構造を取る磁性薄膜のスピン像と解釈できるが、Pdが強磁性を発現していると結論づけるには、さらにデータの蓄積を必要である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
慶應大のグループはSTO(001)基板上にPd超薄膜を成膜し、基板を含めた試料の磁化測定からある特定の膜厚でPdに強磁性が発現すると結論付けた。しかし、試料には大きな常磁性成分があり、また磁性不純物も混入する可能性があるため、Pd超薄膜のスピン分布を直接観察することが望まれていた。STO基板上に原子レベルで平坦なPd超薄膜を成膜することはできなかったが、Cu(001)基板上に形成することに成功し、スピン偏極STMでPd薄膜を観察し、スピンに依存すると考えられるコントラストを得た。Pd薄膜が強磁性を発現したと結論付けることはまだできないが、データの蓄積を進めることで結論を導くことが可能である。
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