円偏光放射光X線共鳴磁気散乱による金属人工格子の磁気構造

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640361
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 細糸 信好 奈良先端科学技術大学院大学, 物質科学教育研究センター, 助教授 (30165550)
• キーワード: X線磁気円二色性 / 共鳴X線磁気散乱 / 非磁性層誘起磁気分極 / 磁性層間相互作用 / 巨大磁気抵抗効果

研究概要

1.Fe/Dy金属人工格子のDy層の磁気構造をDyのL3吸収端における共鳴X線磁気回折を用いて決定した。50〜300Kの温度範囲でDy層はFe/Gd金属人工格子のGdに見られるのと類似の捩れ磁気構造を取る。しかし、その起源はFe/Gdの場合と異なり、Dy金属が本来持っているヘリカル磁気相互作吊によると考えられる。
2.Gd/Cu人工格子のCu層に誘起される磁気分極の挙動、特にGd層磁化の温度変化とCu層磁気分極の温度変化の関連を、Gd L3吸収端およびCu K吸収端X線磁気円二色性(XMCD)を用いて調べた。Cu層膜厚が異なる二種類のGd/Cu試料において、Cu層のXMCD強度はGd層のXMCD強度、あるいはGd層磁化に比例することを見出した。比例定数の解析から、二つの試料はCu層内の磁気分極分布が異なることが示唆された。
3.巨大磁気抵抗効果を示すCo/Cu金属人工格子において、Cu層誘起磁気分極が磁性層間相互作用出現にはたす役割を探った。強磁性的相互作用を示す試料(F試料)と反強磁性的相互作用を示す試料(AF試料)について、CoおよびCu K吸収端のXMCDの磁場変化を測定した。強度を適当に規格化すると磁化曲線、Co層XMCDの磁場変化、Cu層XMCDの磁場変化は同一の曲線になる。Co層のXMCD強度を揃えて比較すると、F試料の方がAF試料より大きなCu XMCDを示した。今後Cu膜厚を系統的に変えて測定を行う。
4.CU層誘起磁気分極の層内分布を調べるため、Gd/CuおよびCo/Cu金属人工格子のCu K吸収端共鳴X線磁気回折測定を行い、電荷散乱ピークの0.2%程度の磁気電荷干渉散乱ピークの観測に成功した。現在、測定のS/Nを改善する計測システムの開発中である。

研究成果

• [文献書誌] H.Hashizume, H.Okuda, N.Hosoito, N.Ishimatsu: "薄膜磁性をX線で見る"月刊「マテリアルインテグレーション」. 14・5. 72-76 (2001)
• [文献書誌] H.Sano, H.Hashizume, H.Okuda, N.Hosoito: "Oscillatory Resonant X-ray Magnetic Bragg-Peak Signs and Gd Moments Induced by Fe/Gd Interlayer Exchange Interactions"Japanese Journal of Appiled Physics. 41・1. 103-106 (2002)
• [文献書誌] N.Hosoito, H.Hashizume, N.Ishimatsu, I.-T.Bae, G.Srajer: "Magnetic Structures of an Iron-Gadolinium Multilayer at Low Temperatures"Japanese Journal of Applied Physics. 41・3. 1331-1339 (2002)
• [文献書誌] N.Hosoito, H.Hashizume, N.Ishimatsu: "Magnetization Curves of an Fe/Gd Multilayer Film Calculated from Gd Magnetization Depth Profiles Determined by Resonant X-ray Magnetic Scattering"Journal of Physics Condensed Matter. 14. 5289-5301 (2002)
• [文献書誌] K.Ishiji, H.Okuda, H.Hashizume, M.Alomokhtar, N.Hosoito: "Structures of Submonatomic Sn Layers in Fe/Cr(Sn)Cr Magnetic Multilayers Determined by Anomalous X-ray Scattering Measurements"Physical Review B. 66. 014443-1-014443-7 (2002)