微小領域の磁性を対象とする測定技術の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09236102
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 佐藤 勝昭 東京農工大学, 工学部, 教授 (50170733)
• 研究分担者: 綱島 滋 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80023323) ; 小口 多美夫 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90253054) ; 伊藤 彰義 日本大学, 理工学部, 教授 (60059962) ; 宝野 和博 科学技術庁, 金属材料研究所, 主任研究員 ; 武笠 幸一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001280)
• キーワード: 微小領域磁性 / 非線形磁気光学効果 / 熱磁気記録過程 / 第一原理電子状態計算 / 交換力顕微鏡 / ラテラル多重ワイヤ / 希薄磁性半導体 / 2次元プラズモン

研究概要

表面界面に敏感な磁気誘起第2高調波発生(MSHG)を用いてFe/Au人工格子を研究した。MSHGの強度および非線形磁気カー回転角は明確な4回対称の試料方位角依存性を示した。この方位依存性は非線形電気感受率の対称性により説明された(佐藤)。表面凹凸、面内ひずみを有するNi膜上へのPd原子積層シミュレーションを分子動力学法により行い、Ni層の面内歪の値が主に堆積層の結晶配向や歪の均一性を決定することを明らかにした(伊藤)。微小なレーザ光照射による熱磁気記録過程のシミュレーションを行い、記録可能な最小磁区径を計算し、0.1μmφ程度の磁区の形成が可能であることを明らかにした。また、Dy/Fe多層膜の内殻吸収磁気円二色性、MnPt/NiFe二層膜の交換結合についても検討した(綱島)。光照射GaAs探針によるスピン偏極STMを開発し、MgO基板上のFe薄膜で原子オーダーで平らな表面のスピン偏極像が得られた。交換力相互作用顕微鏡について理論計算を終了、NC-AFMでNiO(100)劈開面の原子像を観測した(武笠)。第一原理電子状態計算に基づき三元化合物CdCr2Se4,CuCr2Se4やPtMnSb等の磁気光学カースペクトルを求めた。得られた計算結果と実験結果との比較を行うとともに、カースペクトルの電子論的な起源に関して議論を進めた(小口)。V字状に加工したGaAs基板上にMnAs/GaAsラテラル多重ワイヤー構造を作製し評価を行い、MnAsのc軸が基板に対しほぼ垂直で磁化容易軸がワイヤーに沿っていることを明らかにした(森下)。ローレンツ顕微鏡法により直径25nmまでの鉄微粒子の磁化状態を観察し、また、直径10nmまでの鉄微粒子の磁化状態が観察可能であることをシミュレーションにより示した(丹司)。磁性層とキャリア層からなる希薄磁性半導体超格子の電子状態と磁性を第一原理計算に基づいて議論し、キャリア層のホール濃度をコントロールすることによって系の磁性が制御されることを示した(赤井)。高い角度分解能を持つ電子エネルギー損失分光装置(ELS-LEED)を用い、金属超薄膜中の2次元プラズモンの分散関係を世界で初めて測定した(長尾)。酸化物MgO単結晶膜中に遷移金属クラスターを方位を揃えて埋めこんだナノヘテロ磁性材料を作製し、その原子構造とスピン状態を詳しく調べた。単結晶セラミックス磁性金属複合膜では世界ではじめてGMRと特異な電気伝導現象を観測した(田中)。

研究成果

• [文献書誌] K. Sato, E. Takeda, M. Akita, M. Yamaguchi, K. Takanashi, S. Mitani, H. Fujimori, Y. Suzuki: "Magneto-optical spectra of Fe/Au artificial superlattices modulated by integer and non-integer atomic layers"J. Appl. Phys.. 86, 9. 4985-4996 (1999)
• [文献書誌] 吉田武一心、山本仁、飯島文子、石橋隆幸、佐藤勝昭、中島邦雄、光岡靖幸雄: "近接場磁気光学顕微鏡用プローブの偏光特性と磁気光学像"日本応用磁気学会誌. 23・9. 1960-1964 (1999)
• [文献書誌] K. Sato, A. Komada, M. Miyamoto, K. Takanashi, H. Fujimori and Th. Rasing: "Nonlinear Magneto-Optical Effect in F/Au Superlattices modulated by Non-Integer Atomic Layers"J. Appl. Phys.. 87, 8 (in press). (2000)
• [文献書誌] A. Tsukamoto, T. Fujita, K. Nakagawa and A. Itoh: "The structure at the interface of Ni/Pd bilayer films with different deposition sequences estimated from molecular dynamics simulation"IEEE Trans. Magn.,. 35, 5. 2998-3000 (1999)
• [文献書誌] T. Kawagoe, N. Kondoh, Y. Jimma, T. Kotaki, and A. Itoh: "Scanning Tunneling Spectroscopy Study of Fe(001) Using Nonmagnetic W- and Fe-Evaporated Probe Tips"Jpn. J. Appl. Phys.. 38, 6. 3816-3819 (1999)
• [文献書誌] T. Kato, S. Iwata, Y. Yamashita, T. Kogiso, and S. Tsunashima: "Magneto-Optical Spectra and Magnetic Anisotropy of MBE-Grown CoPt Alloy Films with L1_0 and L1_1 Ordered Structure(s)"J. Magn. Soc. Jpn.,. 23, S1. 47-50 (2000)
• [文献書誌] A. Subagyo, K. Sueoka, and K. Mukasa: "Growth Morphology of Epitaxial Fe Films on Annealed MgO (001) Surfaces"IEEE Transactions on Magnetics. 35. 3037-3039 (1999)
• [文献書誌] A. Subagyo, K. Sueoka, and K. Mukasa and K. Hayakawa: "Scanning Tunneling Microscopy Study of Surface Structure and Magnetism of Fe Thin Films Grown on MgO(001) Surfaces"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 3820-3825 (2000)
• [文献書誌] H. Miyazawa and T. Oguchi: "First-principles investigation of the magneto-optical Kerr effect of metallic multilayers"J. Phys. Soc. Jpn.. 68. 1412-1422 (1999)
• [文献書誌] H. Miyazawa and T. Oguchi: "FLAPW calculations of the magneto-optical Kerr effect of bcc Fe"J. Mag. Magn. Mat.. 192. 325-333 (1999)
• [文献書誌] Y. Morishit, Y. Sugawara, M. Itoh and K. Sato: "Crystal structures and magnetic properties of MnAs grown by molecular-beam epitaxy on the (111)_A"J. Cryst. Growth. (in press).
• [文献書誌] I. Ishibe, Y. Naetani, T. Kato and T. Matsumoto: "MBE Growth and RHEED Characterization of MnSe/ZnSe Superlattices on GaAs(100) Substrates"MBE Growth and RHEED Characterization of MnSe/ZnSe Superlattices on GaAs(100) Substrates, J. Crystal. Growth. (to be published). (2000)
• [文献書誌] T. Tanji, S. Manabe, K. Yamamoto and T. Hirayama: "Observation of Magnetic Fine Structures by Electron Differential Microscopy"Materials Characterization. 42, 4-5. 183-192 (1999)
• [文献書誌] T. Tanji, M. Maeda, N. Ishigure, N. Aoyama, K. Yamamoto and T. Hirayama: "Lorentz Microscopy of Magnetic Granular Films"Phys. Rev. Lett.. 83, 5. 1038-1041 (1999)
• [文献書誌] H. Akai and T. Kotani: "Theory of hyperfine fields in iron"Hyperfine Interactions. 120-121. 3-11 (1999)
• [文献書誌] H. Akai, T. Kamatani, and S. Watanabe: "Electronic structure of diluted magnetic semiconductors and its superlattices"J. Phys. Soc. Jpn.. (in press). (2000)
• [文献書誌] T. Nagao and S. Hasegawa: "Construction of an ELSLEED -an electron energy loss spectrometer with electrostatic tow-dimensional angular scanning-"Surface and Interface Analysis. (in press).
• [文献書誌] N. Tanaka, T. Kizuka, K. Mihama: "Structure and physical properties of atomic clusters in MgO"Mesoscopic Materials and Cluster (Kodansha/Springer). 429-441 (1999)
• [文献書誌] M. Ohnuma, K. Hono, H. Onodera, S. Ohnuma, H. Fujimori and J.S. Pedersen: "Microstructures and magnetic properties of Co-Al-O granular thin films"J. Appl. Phys.. 87. 817-823 (2000)
• [文献書誌] 大沼正人、宝野和博、小野寺秀博: "X線小角散乱によるCo-A1-Oグラニュラー膜の微細胞組織の定量的評価"まてりあ. 38. 982-988 (1999)
• [文献書誌] 佐藤勝昭: "実験物理学講座6 磁気測定I"丸善(近桂一郎・安岡弘志編). 203-249 (2000)
• [文献書誌] 武笠幸一: "走査型プローブ顕微鏡"丸善(森田清三編). 133-135 (2000)
• [文献書誌] 田中信夫: "結晶解析ハンドブック"共立出版(原田編). 312,313,315,317,325,420,422 (1999)