研究課題
スピンと軌道を操作することは、スピントロニクスを超えた新たな学術の創出を生み出す。特に、外場摂動の印加による磁化反転や磁気異方性の制御は、スピンと軌道の操作に基づいて低消費電力にて動作するスピンオービトロニクス素子開発において必須の技術である。しかし、なぜ磁性薄膜界面への電圧や圧力などの外場印加により磁気異方性を制御できるか判っておらず、原子レベルでのメカニズムの解明が必要である。そのためには外場印加時の軌道磁気モーメントを詳細に調べる必要がある。そこで本研究では、元素別に軌道磁気モーメントを測定できるX線磁気円二色性(XMCD)に電場や力学的な歪みなどの外場を印加できるシステムを開発する。この技術を用いて初めて可能となる、フェルミ準位の変調を用いた非平衡状態のXMCD測定を用い、『電圧印加により界面磁気異方性を制御できるメカニズムを解明すること』を目的とする。本目的を達成するには、元素別の電子・磁気状態の観測が必要となる。そのためには、放射光を用いた電子分光が有力となる。研究代表者が進めてきたX線吸収分光(XAS), X線磁気円二色性(XMCD)の実験手法を活用し、外場摂動を測定パラメータとした新しい分光法を開発した。2015, 2016年度には、上記の目標達成に向けて、試料作製装置の改良、電圧を印加できるマニピュレータの作製などを進めてきた。その結果、XMCDスペクトルにおける電圧印加による変化を捉えることに成功した。磁性体と非磁性体の界面における新規な物性の理解のための外場印加中の軌道磁気モーメントの精密測定が可能となった。今後、この技術を用いた物性の議論を進めていく予定である。
2: おおむね順調に進展している
放射光を用いた電子・磁気分光システムの開発を行った。また、外場印加時の測定ができるようにマニピュレータを工夫し、本目的の達成に向けて着々と進んでいる。今後、電圧印加時の電子・磁気分光測定を推進していき、スペクトルの変化を議論してくことで、新し物性の創出を目指していく。
今後、電圧印加時の電子・磁気分光測定を推進し、スペクトルの変化を議論してくことで、新し物性の創出を目指していく。
すべて 2017 2016 その他
すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)
Scientific Reports
巻: 7 ページ: 46132 1-9
doi:10.1038/srep46132
Zhenchao Wen, Jason Paul Hadorn, Jun Okabayashi, Hiroaki Sukegawa, Tadakatsu Ohkubo, Koichiro Inomata, Seiji Mitani, and Kazuhiro Hono
巻: 10 ページ: 013003
DOI: 10.7567/APEX.10.013003
巻: 6 ページ: 30249
DOI: 10.1038/srep30249
http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/spectrum/index.html
