ナノスケールMnSb、Auドットの磁気・電子構造の解明と応用可能性の検討

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13554012
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小野 寛太 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70282572)
• キーワード: 閃亜鉛鉱型MnAsドット / 放射光光電子分光 / SmCo磁性微粒子 / MnPt磁性微粒子 / 放射光光電子顕微鏡

研究概要

本年度はナノスケール磁気ドットの電子状態を探るため、MnAsドットについて、in situ放射光光電子分光およびX線吸収分光による研究を行った。MnAsドットは硫黄終端化したGaAs(001)基板上に分子線エピタキシにより成長した。透過型電子顕微鏡による観察結果から、形成したMnAsドットはバルクのMnAsとは異なり、閃亜鉛鉱型の結晶構造を持つことが分かった。また、光電子分光の結果から電子状態もバルクとは全く異なり、Mn3d電子は局在的な性質を示すことを見いだした。さらに、half-metal材料として注目を集めている閃亜鉛鉱型CrAsについても、in situ放射光光電子分光およびX線吸収分光による研究を行い、電子状態を明らかにした。
また、磁気ドットの新たな作製手法として、有機金属化学を用いた方法について研究を行った。SmCo微粒子の作製に成功し、組成、粒径などの制御が可能であることを示した。また、バルクでは反強磁性体であるMnPtについて微粒子を作製した。バルクでは反強磁性であるのに対し、微粒子では強磁性的な振る舞いをすることを見いだした。さらに、ナノスケール磁性体の磁区構造を明らかにするため、放射光光電子顕微鏡の開発を行った。放射光光電子顕微鏡では放射光の軟X線円偏光を光源として用い、磁気円二色性を利用することによって磁気イメージングを行う。従来の放射光光電子顕微鏡は装置が大型で観察が困難であったが、改良することにより極めてコンパクトで取り扱いの容易な放射光光電子顕微鏡の開発に成功した。

研究成果

• [文献書誌] K.Ono et al.: "Fabrication, magnetic properties, and electronic structures of nanoscale zinc-blende MnAs dots"Journal of Applied Physics. 91. 8088 (2002)
• [文献書誌] K.Ono et al.: "Organometallic synthesis and magnetic properties of ferromagnetic Sm-Co nano-clusters"Journal of Applied Physics. 91. 8480 (2002)
• [文献書誌] K.Ono et al.: "Synthesis of Mn-Pt nanoparticles from organometallic precursors"Journal of Physical Chemistry B. 107. 1941 (2003)
• [文献書誌] 小野寛太, 尾嶋正治, 秋永広幸, Ernst Bauer: "放射光光電子顕微鏡によるナノスケール磁性体の磁区構造観察"日本応用磁気学会誌. 26. 1168 (2002)
• [文献書誌] 小野寛太, 木下豊彦, 尾嶋正治: "光電子顕微鏡を用いたナノ構造磁性体の磁区構造観察"表面科学. 23. 40 (2002)