| 研究課題/領域番号 |
22K14598
|
|---|
| 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 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
土師 将裕 東京大学, 物性研究所, 助教 (50805869)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
|
|---|
| キーワード | 走査トンネル顕微鏡 / 磁気共鳴 / スピン分解走査トンネル顕微鏡 / 強磁性共鳴 / 薄膜磁性 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
磁性体デバイスの集積化に伴い、磁性体のナノサイズ効果を無視することができなくなりつつある。したがって、ナノサイズ磁性体の状態を検出することが重要となる。スピン分解走査トンネル顕微鏡は、磁化状態をナノスケールで検出できる有用な手法であるが、静的な情報しか検出することができない。そこで高周波電磁場による強磁性共鳴に着目した。強磁性共鳴を引き起こさせると短時間磁化状態を制御することができ、結果として動的特性を検出することができる。本研究では、強磁性共鳴を組み合わせることで磁性体の動的な特性をナノスケールで検出することを目的としている。
|
| 研究実績の概要 |
本研究は、ナノスケールでの磁気共鳴を行い、ナノ磁性体の特性を明らかにするものである。そのため、高周波電磁場照射機構の開発と試料の作製に取り組んでいる。高周波電磁場照射機構の開発は完了し、約16GHzまでの高周波電磁場印加可能であることを確認した。試料としては臭化クロム薄膜が適切であると判断し、その作製に取り組み、清浄かつ原子レベルで平坦な薄膜作製に成功した。
一方、検出には非常に高感度測定が必要であることが判明した。そこで、磁気共鳴によって発現するスピンポテンシャルをに着目し、さらには高感度測定である走査トンネルポテンショメトリ(STP)法に着目した。STP法では、化学ポテンシャルをナノスケールで測定することができ、そのエネルギー分解能はマイクロボルトのオーダーである。通常の液体ヘリウム温度（約4ケルビン）で動作するSTMでは1mVであり、それよりも良いエネルギー分解能を達成することができる。しかしながら、極低温でSTP測定が達成された例はほとんどない。そこで、まずは本研究では低温STP開発に取り組んだ。試料としては、非常に結晶性が高い試料の作製が可能なシリコン111基板上に形成された鉛単原子層薄膜を用いた。
結果として、極低温環境で局所表面電気伝導測定に成功した。さらには実空間でのホール効果観察に成功した。このことは、電流を伴わないポテンシャルの変化をSTP法で検出できることを示し、磁気共鳴によって発現するスピンポテンシャルの検出可能性を示した。
|
