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ミュオンと核プローブの相補利用による磁性積層膜の深さプロファイル探査

公募研究

研究領域超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア
研究課題/領域番号 24108505
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

壬生 攻  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222327)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2013年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2012年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワードミュオン / メスバウアー分光 / 放射光核共鳴散乱 / 薄膜 / 積層膜 / 界面 / 磁性 / スピントロニクス
研究概要

核プローブを用いたメスバウアー分光法と超低速ミュオンの相補利用研究に向けて,種々の磁性積層膜の作製と,密封放射線源およびシンクロトロン放射光源を用いたメスバウアー分光実験を推進し,超低速ミュオンの活用対象となる系の探索と試料構造の高品質化および最適化を進めた。
まず,伝導電子が 100% スピン分極した「ハーフメタル」の候補物質であるホイスラー合金の積層膜に関して,典型的メスバウアー核である鉄 57 あるいは スズ 119 を含んだ系の研究を継続し,界面の磁性および磁気的安定性を調べた。これらの積層膜の界面磁化には特異な減少や大きな温度依存性は見られず,ホイスラー合金を金属強磁性層として用いた磁気トンネル接合における低温から室温にかけての磁気抵抗効果の大きな減少は,界面磁化の減少を直接反映したものではないことが明らかになった。一方,酸化鉄系積層膜に関しては,強い磁性層間反平行磁気結合が見出され,希少金属フリーの反平行磁気結合膜として応用面からも注目されている鉄/マグネタイト積層膜の埋もれた界面の局所構造・局所磁性の解明研究を継続した。ごく最近開発された円偏光放射光を用いたメスバウアー分光法を適用し,磁場印加時の界面付近の局所的な磁気モーメントの方向をサイト選択的に決定する試みを行い,新しい界面構造モデルを提案した。放射光メスバウアー分光法によるスピンホール効果の検出実験に関しては,試料の構成金属の種類やプローブ核の種類をいくつか変えて実験を行ったが,スピンホール効果による試料表面近傍のスピン蓄積を明確に示す実験データが得られるには至らなかった。今後の超低速ミュオンを用いた相補的実験の結果に興味が持たれる。
これらの成果は,1 報の査読付き解説記事,5 件の国内学会・研究会発表,3 件の国際学会発表として公表されており,現在さらに 2 報の学術論文を投稿準備中である。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 磁性ナノ薄膜のメスバウアースペクトロメトリー ― ^119^Sn 核を用いた研究 ―2013

    • 著者名/発表者名
      壬生攻
    • 雑誌名

      RADIOISOTOPES

      巻: 62 ページ: 939-946

    • NAID

      130004803013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies on Spintronics-Related Thin Films Using Synchrotron-Radiation-Based Mossbauer Spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mibu, M. Seto, T. Mitsui, Y. Yoda, R. Masuda, S. Kitao, Y. Kobayashi, E. Suharyadi, M. A. Tanaka, M. Tsunoda, H. Yanagihara, and E. Kita
    • 雑誌名

      Hyperfine Interactions

      巻: 217 号: 1-3 ページ: 127-135

    • DOI

      10.1007/s10751-012-0734-0

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 放射光メスバウアー分光法を用いたスピンホール効果検出の試み2013

    • 著者名/発表者名
      壬生攻 他
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 原子層制御交互蒸着法で作製したCo_2_FeGeホイスラー合金薄膜の局所磁性評価とトンネル磁気抵抗効果の測定2013

    • 著者名/発表者名
      前﨑大輔 他
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 放射光メスバウアー分光法を用いた非平衡電子スピン分極検出の試み2013

    • 著者名/発表者名
      壬生攻
    • 学会等名
      第1回先進的放射光メスバウアー分光研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2013-03-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 放射光メスバウアー分光法を用いた非平衡電子スピン分極検出の試みとミュオン実験の展望2013

    • 著者名/発表者名
      壬生攻
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア」第2回A03班会議
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-02-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Structures and Local Magnetism of Co_2_FeGe Heusler Alloy Films Prepared by Atomically Controlled Alternate Deposition2012

    • 著者名/発表者名
      M. A. Tanaka et al.
    • 学会等名
      The 2nd International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2012)
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2012-10-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Temperature-Dependent Sign-Change of Tunnel Magnetoresistance in Epitaxial Fe/MgO/Co_2_MnSn Magnetic Tunnel Junctions2012

    • 著者名/発表者名
      M. A. Tanaka et al.
    • 学会等名
      IUMRS-International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2012-09-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Studies on Spintronics-Related Thin Films Using Synchrotron-Radiation-Based Mossbauer Spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      K. Mibu
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on the Industrial Applications of the Mossbauer Effect (ISIAME 2012)
    • 発表場所
      大連,中国
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミュオンと核プローブの相補利用による磁性積層膜の深さプロファイル探査2012

    • 著者名/発表者名
      壬生攻
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア」第2回領域会議
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2012-08-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 埋もれた界面探査の新展開 -放射光核共鳴散乱エネルギースペクトル測定法-2012

    • 著者名/発表者名
      壬生攻
    • 学会等名
      SPring-8シンポジウム2012
    • 発表場所
      吹田
    • 年月日
      2012-08-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Studies on Local Structures and Magnetism at Buried Fe/Fe_3_O_4_ Interfaces Using Synchrotron-Radiation Mossbauer Spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      K. Mibu et al.
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism (ICM 2012)
    • 発表場所
      釜山,韓国
    • 年月日
      2012-07-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 円偏光放射光メスバウアー分光法を用いたFe/Fe_3_O_4_反平行磁気結合界面の局所磁性探査

    • 著者名/発表者名
      壬生攻,三井隆也,柳原英人,田中雅章,小林康浩,瀬戸誠,喜多英治
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 原子層制御交互蒸着法で作製したCo_2_FeGeホイスラー合金薄膜の界面磁性と電気伝導特性の評価

    • 著者名/発表者名
      田中雅章,前崎大輔,大久保篤伺,平松亮,小野輝男,壬生攻
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] メスバウアー分光法の新展開と磁気材料開発への応用

    • 著者名/発表者名
      壬生攻
    • 学会等名
      第3回次世代材料・テクノロジー研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 埋もれたFe/Fe_3_O_4_反平行交換結合界面の局所構造・局所磁性探査

    • 著者名/発表者名
      壬生攻,柳原英人,喜多英治,井上順一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 原子層制御交互蒸着法で作製したCo_2_FeGeホイスラー合金薄膜の界面磁性とトンネル磁気抵抗効果の評価

    • 著者名/発表者名
      前﨑大輔,大久保篤伺,村田敦,石井友章,田中雅章,平松亮,小野輝男,壬生攻
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Investigations on Local Structures and Magnetism of Fe/Fe_3_O_4_ Interfaces Using ^57^Fe Mossbauer Spectroscopy

    • 著者名/発表者名
      K. Mibu, H. Yanagihara, E. Kita, and J. Inoue
    • 学会等名
      International Conference on the Applications of the Mossbauer Effect 2013 (ICAME 2013)
    • 発表場所
      Opatija, Croatia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Investigations on Interface Magnetism of Heusler Alloy Films Using Local Probes

    • 著者名/発表者名
      K. Mibu and M. A. Tanaka
    • 学会等名
      International Symposium on Science Explored by Ultra Slow Muon (USM2013)
    • 発表場所
      松江
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Local Magnetism and Tunnel Magnetoresistance of Co_2_FeGe Heusler Alloy Films Prepared by Atomically Controlled Alternate Deposition

    • 著者名/発表者名
      M. A. Tanaka, A. Murata, D. Maezaki, T. Ishii, R. Hiramatsu, T. Ono, and K. Mibu
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Metallic Multilayers (MML2013)
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://mibulab.web.nitech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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