| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、わずか10 nmの結晶サイズで足る、物質中のスピン状態の新しい元素選択的計測法を構築し、スピントロニクス材料のナノスピンイメージングに応用することである。走査透過電子顕微鏡に付随する電子線エネルギー損失分光における磁気シグナルとして直線偏向２色性(EMLD)と円偏向２色性(EMCD)を顕在化させる．
電子磁気直線２色性信号は，スピンモーメントの大きなスピネル酸化物で有意な差スペクトルを計測している．磁気モーメント方向の運動量輸送ベクトルによるEELS信号の強度割合を変化させるために，２種のカメラ長でEELSを測定し，それらの差に有意な信号があるか調べた．再現性のある信号を得ているが，入射方向を変えたより精密な検討が必要である．
特型のEELS検出器絞りを用いた電子磁気円２色性信号の取得は，絞りの配置が困難であること，収差により絞りによる２色性の選択が不十分であること，この２点が問題となり，実現できていない．いっぽう，スウェーデンの研究グループと共同で，ナノサイズの鉄単結晶を蒸着させた薄膜を用いて理論計算から予測されたSTEM-EELSの測定条件で鉄のL2,3端EELSを計測しそのデータを統計解析することで，原子面ごとに互いに逆符号の電子磁気円２色性信号を得られることを実証した．球面収差補正の機能を有したSTEMとEELSを必要とするが，原子面間隔の分解能でEMCD信号を得ることができるため，条件付きではあるが，目標に掲げた10nmの結晶サイズでのスピン状態の分析法を達成したと言える．同様の目標を目指す手法に，らせん電子波を用いた電子磁気円二色性信号計測があるが，その達成は極めて対象とする試料形態への要求が高いことが理論的に予想されており，実現できていない．
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