| 研究課題/領域番号 |
21K04824
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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28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
アグス スバギョ 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (30374599)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | マグネタイト / 炭素吸着 / 走査型トンネル顕微鏡 / Cr反強磁性体探針 / スピン計測 / 逆位相境界 / 超交換相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
MgO(001)基板上にエピタキシャル成膜したマグネタイト(Fe3O4)(001)薄膜中に導入される反強磁性的な磁気結合をもった逆位相境界が表面や逆位相領域の物性への影響に関する研究である。スピン偏極走査型トンネル顕微鏡/トンネル分光を用いて逆位相境界の種類と磁気結合を特定し、隣接逆位相領域の表面のスピン依存の局所電子状態の取得によって逆位相境界との関連性を究明し，さらに逆位相境界内のFe原子のスピン依存電子状態への影響も解析し，逆位相境界が表面と内部物性に与える影響の究明を目的とする研究である。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、Fe3O4(001)薄膜の表面スピン偏極度を回復するために炭素原子の吸着をおこない、炭素吸着後に加熱することによってより均一な炭素吸着したマグネタイト表面の作製ができた。STM/STS測定においては、加熱後の炭素吸着したマグネタイト表面には、理論計算によって導かれたスピン依存の局所電子状態に類似している電子状態が出現し、目的であったマグネタイト表面のスピン偏極度の回復が示唆された。
スピン偏極STM/STS測定のために、微細加工法により開発したCr単結晶探針の作製方法を改善し、TEMを用いて評価した結果、Cr単結晶探針先端の結晶性が維持される良質なCr単結晶探針を実現した。また、Au（111）表面をSTS測定によりCr単結晶探針の先端がCr（001）になっておいることがわかった。特定な結晶構造をもつCr単結晶探針は試料表面のスピン偏極状態を定量的に評価できるスピン偏極プローブとしても期待できる。
STM/STSを用いてマグネタイト表面における逆位相境界欠陥がマグネタイト表面の原子スケールでの不均一な電子状態をもたらすことを解明した。スピン偏極STM/STSによる観察においては、これまでタングステン探針上のFe薄膜探針やCr薄膜探針を用いた測定を試みたが、STM/STSの結果との相関を示す結果が得られなかった。作製法を改善した良質なCr単結晶探針をスピン偏極STM/STSに適用することによって逆位相境界欠陥とスピン電子状態との相関関係の解明が期待できる。
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