強誘電体／強磁性体界面の電子状態と構造の深さ分解分析とそれを利用した磁性の制御

• 研究課題/領域番号: 25287078
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 雨宮 健太 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (80313196)
• 研究分担者: 酒巻 真粧子 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (90598880)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
• キーワード: ferromagnetic material / ferroelectric material / depth-resolved analysis / interface / magnetic thin film / 強磁性体 / 強誘電体 / 深さ分解分析 / 界面 / 磁性薄膜

研究成果の概要

強誘電体と強磁性体の界面における電子状態と構造を，原子層レベルで深さ分解して観察するために，軟X線を試料に照射し，軟X線吸収に伴って放出される蛍光X線を角度分解して取り込むことで，様々な検出深度をもつ一連のX線吸収スペクトル群を測定する，蛍光収量深さ分解X線吸収分光法を開発した。
この手法を，強誘電体であるBaTiO3と強磁性体であるFeの界面に適用し，界面にFe酸化物が存在することを明らかにするとともに，積極的に界面に酸化物を挿入することで，新しい電界効果が発現することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetic Field Dependence of the Canted Spin Moment around the interface between Ferromagnetic Ni and Antiferromagnetic FeMn Revealed by the Polarized Neutron Reflectivity (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Amemiya, M. Sakamaki, M. Mizusawa and M. Takeda
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 8
  • DOI: 10.7566/jpscp.8.034004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Observation of Fe/BaTiO₃Interface State by X-Ray Absorption Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Sakamaki and K. Amemiya
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 13 号: 0 ページ: 139-142
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2015.139
  • NAID: 130005063561
  • ISSN: 1348-0391
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] In-situ XMCD evaluation of ferromagnetic state at FeRh thin film surface induced by 1 keV Ar ion beam irradiation and annealing (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Matsui, K. AIkoh, M. Sakamaki, K. Amemiya and A. Iwase
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 巻: B365 ページ: 187-190
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2015.07.060
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Voltage-Induced Changes in Magnetism of FeCo/BaTiO₃Thin Films Studied by X-Ray Absorption Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Amemiya and M. Sakamaki
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 13 号: 0 ページ: 465-468
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2015.465
  • NAID: 130005130300
  • ISSN: 1348-0391
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Ni/Cu(001)薄膜に対する反強磁性NiOを利用した電界効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太，酒巻真粧子
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Fe/BaTiO3における界面酸化物を介した交換結合と電界効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子，雨宮健太
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 深さ分解X線吸収分光法を用いた表面・界面の磁性と構造の観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太，酒巻真粧子
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 関西大 (大阪府吹田市)
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] NiO/Ni/Cu(001)薄膜の磁性のNiおよびNiO膜厚依存性と電界効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太，酒巻真粧子
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 関西大 (大阪府吹田市)
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Fe/BaTiO3界面の状態制御と電界効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子，雨宮健太
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 関西大 (大阪府吹田市)
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Depth‐resolved X‐ray magnetic circular dichroism measurement by a multi‐anode microchannel plate detector combined with polarization switching (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Amemiya, M.Sakamaki, S.Kishimoto, T.Kosuge, K.Nigorikawa, M.Tanaka, T.Uchida, M.Saito, M.Ikeno, and K.Nakayoshi
  • 学会等名: 16th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure (XAFS 16)
  • 発表場所: Karlsruhe (Germany)
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] Role of interface oxide state for the electric field effect of Fe/BaTiO3 investigated by xray absorption spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: M.Sakamaki and K.Amemiya
  • 学会等名: 16th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure (XAFS 16)
  • 発表場所: Karlsruhe (Germany)
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] NiO/Ni/Cu(001)薄膜の磁性と電界効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太，酒巻真粧子
  • 学会等名: 第18回XAFS討論会
  • 発表場所: 高エ研(茨城県つくば)
  • 年月日: 2015-07-29
• [学会発表] Fe/BaTiO3の電界効果における界面Fe酸化物の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子，雨宮健太
  • 学会等名: 第18回XAFS討論会
  • 発表場所: 高エ研(茨城県つくば)
  • 年月日: 2015-07-29
• [学会発表] Electric-field effects of antiferromagnetic NiO/ferromagnetic Ni thin films (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Amemiya and M.Sakamaki
  • 学会等名: 22nd International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS 2015)
  • 発表場所: Cracow (Poland)
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会
• [学会発表] Role of interface oxide layer on the electric field effect in Fe/BaTiO3 films (2015)
  • 著者名/発表者名: M.Sakamaki and K.Amemiya
  • 学会等名: 22nd International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS 2015)
  • 発表場所: Cracow (Poland)
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会
• [学会発表] Observation of the surface and interface of magnetic thin films towards the control of their properties (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Amemiya and M.Sakamaki
  • 学会等名: 2015 Japan-Taiwan International Workshop on Spectroscopy and Surface Science
  • 発表場所: 千葉大 (千葉県千葉市)
  • 年月日: 2015-06-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cu(001)上に成長させた NiO/Ni薄膜の磁性と電界効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太，酒巻真粧子
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Fe/BaTiO3の電界効果における界面酸化物の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子，雨宮健太
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Fe/BaTiO3における電界効果と界面状態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子，雨宮健太
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [学会発表] Voltage-induced changes in magnetism of FeCo/BaTiO3 thin films studied by X-ray absorption spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Amemiya and Masako Sakamaki
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)
  • 発表場所: くにびきメッセ
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-06
• [学会発表] Observation of Fe/BaTiO3 interface state by x-ray absorption spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Masako Sakamaki and Kenta Amemiya
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)
  • 発表場所: くにびきメッセ
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-06
• [学会発表] FeCo/BaTiO3薄膜の磁性に及ぼす電界と組成比の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太，酒巻真粧子
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Fe/BaTiO3界面の状態観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子，雨宮健太
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] XMCDによるFe薄膜の電界効果の観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] FeCo薄膜に対する電界効果における組成比依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] Ga+イオン照射によるPt/Co/Pt薄膜の格子歪みと磁気異方性変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島
• [学会発表] Pt/Co/Pt薄膜へのGaイオン照射による面直磁化の発現：深さ分解XMCD法による観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島
• [学会発表] Ga+イオン照射によるPt/Co/Pt 薄膜の磁気異方性変化と格子歪み (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子
  • 学会等名: 第16回XAFS討論会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 深さ分解XMCD法を用いた Pt/Co/Pt薄膜へのGaイオン照射による 面直磁化発現機構の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太
  • 学会等名: 第16回XAFS討論会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Observation of the surface and interface of magnetic thin films towards the control of their properties (2013)
  • 著者名/発表者名: 雨宮健太
  • 学会等名: Light and Particle Beams in Materials Science 2013
  • 発表場所: つくば
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization of the surface oxide layer on Fe-Co alloy thin films: Effect of alloy composition (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子
  • 学会等名: Light and Particle Beams in Materials Science 2013
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] XMCDを用いたFeNi交互積層膜の層分解磁気異方性解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒巻真粧子
  • 学会等名: 第48回 化合物新磁性材料研究会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演