時間分解光電子顕微鏡による超高速磁気応答現象の観測

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18101004
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ構造科学
• 研究機関: (財)高輝度光科学研究センター
• 研究代表者: 木下 豊彦 (財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主席研究員 (60202040)
• 研究分担者: 室 隆桂之 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (50416385) ; 大河内 拓雄 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (00435596) ; 小嗣 真人 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (60397990) ; 大谷 義近 東京大学, 物性研究所, 教授 (60245610) ; 奥田 太一 広島大学, 放射光科学研究センター, 准教授 (80313120) ; 小林 啓介 独立行政法人物質材料研究機構, 共用ビームステーション長 (50372149) ; 松下 智裕 財団法人高輝度光科学研究センター, 制御情報部門, 主幹研究員 (10373523) ; 郭 方准 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (40416376) ; 大沢 仁志 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (00443549) ; 中村 哲也 財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (70311355) ; 福本 恵紀 東京工業大学, 理学部, 研究員 (20443559)
• 研究協力者: 新井 邦明 東京大学, 物性研究所, 博士課程 ; 木村 崇 九州大学, 稲盛フロンティアセンター, 教授 ; 松井 真二 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 ; 春山 雄一 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 助教
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: メゾスコピック物理

研究概要

磁気円2色性を利用した放射光光電子顕微鏡において実現していた磁気イメージング観察をさらに発展させ、ポンプ&プローブ観察手法と組み合わせ、磁気応答のサブナノ秒領域のダイナミクスの実空間観察に成功した。微小磁性ドットの磁場パルスに対する応答を観測し、さらに、ドットが近接して配置されている場合の相互作用に関しても観測に成功した。磁場パルスのみならず、電場パルス、光パルスなどの外場を与えたときの応答ダイナミクスの可視化も実現した。

研究成果

• [雑誌論文] XMCD-PEEM study on magnetized Dy-doped Nd-Fe-B permanent magnet (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Yamaguchi, K.Terashima, K.Fukumoto, Y.Takeda, M.Kotsugi, Y.Miyata, K.Mima, S.Komori, S.Itoda, Y.Nakatsu, M.Yano, N.Miyamoto, T.Nakamura, T.Kinoshita, Y.Watanabe, A.Manabe, S.Suga, S.Imada
  • 雑誌名: IBM Journal of Research and Development in press
• [雑誌論文] Dynamics of magnetostatically coupled vortices observed by time-resolved photoemission electron microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Arai, T.Okuda, K.Fukumoto, M.Kotsugi, T.Ohkouchi, K.Kodama, T.Kimura, Y.Haruyama, T.Nakamura, T.Matsushita, H.Osawa, T.Muro, S.Matsui, A.Kakizaki, Y.Otani, T.Kinoshita
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 50 ページ: 053001-1-6
• [雑誌論文] Magnetic configuration of submicron-sized magnetic patterns in domain wall motion memory (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Ohshima, H.Numata, S.Fukami, K.Nagahara, T.Suzuki, N.Ishiwata, K.Fukumoto, T.Kinoshita, T.Ono
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 107 ページ: 103912-1-9
• [雑誌論文] Complete assignment of Spin Domains in Antiferromagnetic NiO(100) by Photoemission Electron Microscopy and Cluster Model Calculation (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Arai, T.Okuda, A.Tanaka, M.Kotsugi, K.Fukumoto, M.Oura, Y.Senba, H.Ohashi, T.Nakamura, T.Matsushita, T.Muro, A.Kakizaki, T.Kinoshita
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 79 ページ: 013703-013707. And Erratum 038001.
• [雑誌論文] Correlation between exchange bias field and domain size of ferromagnetic layers in Mn-Ir/Co-Fe bilayers (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, M.Tsunoda, K.Fukumoto, T.Nakamura, K.Arai, T.Kinoshita, M.Takahashi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105 ページ: 07D720-1-3
• [雑誌論文] Construction and development of a time-resolved XMCD-PEEM system using femtsecond laser pulses at BL-25SU SPring-8 (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Fukumoto, K.Arai T.Matsushita, H.Osawa, T.Nakamura, T.Muro, T.Kimura, Y.Otani, T.Kinoshita
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 79 ページ: 063903-1-5
• [雑誌論文] Characterization of spectroscopic photoemission and low energy electron microscope using multi-polarized soft x-rays at BL17SU/SPring-8 (2007)
  • 著者名/発表者名: F.-Z.Guo, T.Muro, T.Matsushita, T.Wakita, H.Ohashi, Y.Senba, T.Kinoshita, K.Kobayashi, Y.Saitoh, T.Koshikawa, T.Yasue, M.Oura, T.Takeuchi, S.Shin
  • 雑誌名: Review of Scientific Instrumentation 78 ページ: 066107-1-3
• [学会発表] ミクロンサイズ磁気円盤配列における磁気ダイナミクスの時間分解光電子顕微鏡観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新井邦明、奥田太一、福本恵紀、小嗣真人、大河内拓雄、児玉謙司、木村崇、春山雄一、中村哲也、松下智裕、大沢仁志、室隆桂之、松井真二、柿崎明人、大谷義近、木下豊彦
  • 学会等名: 第24回日本放射光学会
  • 発表場所: つくば国際センター
  • 年月日: 20110107-20110110
• [学会発表] (震災のため実施はされなかったが、発表成立の取り扱い。)"パルスレーザーを用いた垂直磁化GdFeCo薄膜の光誘起磁化反転" (2011)
  • 著者名/発表者名: 大河内拓雄, 藤原秀紀, 菅滋正, 木下豊彦, 小嗣真人, 角田匡清, 塚本新, 関山明, 新井邦明, 中村哲也, 他4名
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] (震災のため実施はされなかったが、発表成立の取り扱い。)"SPELEEMを用いたCo/Ni細線中の電流誘起磁壁移動観察" (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山知弘, 大嶋則和, 千葉大地, 小嗣真人, 大河内拓雄, 谷川博信, 深見俊輔, 永原聖万, 鈴木哲広, 石綿延行, 木下豊彦, 小野輝男
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] XMCD-PEEMによる3%Si-Fe(110)の局所磁区構造の観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雅彦、岩田圭司、橋本道廣、上田将人、松岡由明、安江常夫、小嗣真人、大河内拓雄、木下豊彦、渡辺義夫、田中幸基、越川孝範
  • 学会等名: 放射光表面科学部会・顕微ナノ材料科学研究会合同シンポジウム
  • 発表場所: 東工大
  • 年月日: 20101210-20101211
• [学会発表] Assignment of 3D spin axes of antiferomagnetic domains and domain walls of NiO : Combined study of MLD-PEEM and cluster model calculation (2010)
  • 著者名/発表者名: 木下豊彦(招待講演)
  • 学会等名: 6^<th> Internatonal workshop on nano-scale spectroscopy and nanotechnology
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20101025-20101029
• [学会発表] Observation of Magnetostatically Coupled Vortices Motions in Micron-Sized Disks by Time-Resolved Photoemission Electron Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Arai, T.Okuda, K.Fukumoto, M.Kotsugi, T.Ohkouchi, K.Kodama, T.Kimura, Y.Haruyama, T.Nakamura, T.Matsushita, H.Osawa, T.Muro, S.Matsui, A.Kakizaki, Y.Otani, Kinohita
  • 学会等名: 6^<th> Internatonal workshop on nano-scale spectroscopy and nanotechnology
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20101025-20101029
• [学会発表] Thermal Behavior of Magnetic Domain Structure in 3% Si-Fe(110) by XMCDPEEM (2010)
  • 著者名/発表者名: 安江常夫, 岩田圭司, 鈴木雅彦, 橋本道廣, 上田将人, 松岡由明, M.Kotsugi, 木下豊彦, 渡辺義夫, 田中幸基, 越川孝範
  • 学会等名: 6^<th> Internatonal workshop on nano-scale spectroscopy and nanotechnology
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 20101025-20101029
• [学会発表] Complete assignment of 3D spin axes of antiferomagnetic domains and somain walls of NiO : Combined study of MLD-PEEM and cluster model calculation (2010)
  • 著者名/発表者名: 新井邦明, 奥田太一, 田中幸基, M.Kotsugi, 福本恵紀, T.Ohkouchi, 中村哲也, 松下智裕, 室隆桂之, M.Oura, Y.Senba, H.Ohashi, 柿崎明人, 木下豊彦
  • 学会等名: 37^<th> International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics (VUVX 2010)
  • 発表場所: Vancouver
  • 年月日: 20100711-20100716
• [学会発表] TemporalandLateral Resolved Experiments using Photoelectron Emission Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: 福本恵紀
  • 学会等名: Condensed Matter Science for the Next Generation Light Source
  • 発表場所: Berkley, USA
  • 年月日: 20100507-20100509
• [学会発表] 時間分解光電子顕微鏡による微小領域磁性の観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木下豊彦(招待講演)
  • 学会等名: 真空・表面科学合同講演会(第30回表面科学学術講演会・第51回真空に関する連合講演会)
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] ポンプ・プローブ時間分解光電子顕微鏡の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木下豊彦(招待講演)
  • 学会等名: 第13回XAFS討論会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 時間分解光電子顕微鏡による超高速磁気応答現象の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木下豊彦(招待講演)
  • 学会等名: SPring-8利用推進協議会 先端磁性材料研究会 第4回研究会「スピンダイナミクスと光誘起磁化過程 ～放射光計測の動向と将来への期待～」
  • 発表場所: 東京総評会館
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] 放射光光電子顕微鏡による微小磁性状態の観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木下豊彦(招待講演)
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会シンポジウム ナノスケール分光法による顕微評価・解析技術の最前線
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] Spectro-microscopy analysis on surfaces and interfaces assisted by synchrotron radiation (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下豊彦(招待講演)
  • 学会等名: International workshop on electron spectroscopy for gas-phase molecules and solid surfaces
  • 発表場所: Matsushima
  • 年月日: 20091012-20091015
• [学会発表] Absolute assignment of spin domains in NiO by photoemission electron microscopy and cluster model calculation (2009)
  • 著者名/発表者名: 新井邦明, 奥田太一, M.Kotsugi, 福本恵紀, M.Oura, Y.Senba, H.Ohashi, 中村哲也, 松下智裕, 室隆桂之, 柿崎明人, 田中幸基, 木下豊彦
  • 学会等名: 11-th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 20091006-20091010
• [学会発表] Observation of mesoscopic magnetic vortex dynamics by photoemission electron microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: 新井邦明, 奥田太一, 福本恵紀, M.Kotsugi, 児玉謙司, T.Ohkouchi, 木村崇, H.Osawa, 中村哲也, 松下智裕, 室隆桂之, 柿崎明人, 大谷義近, 木下豊彦
  • 学会等名: 11-th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 20091001-20091010
• [学会発表] Recent Activities and Status of the Spectroscopy Beamlines at SPring-8 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木下豊彦(招待講演)
  • 学会等名: International workshop on Synchrotron Facilities for the development of Science and Technology in the Central and Eastern Europe
  • 発表場所: Bruno,チェコ共和国
  • 年月日: 20071120-20071121
• [学会発表] Development of time-resolved Photoelectron Emission Microscope for pump & probe measurements using fs-laser and SR light at SPring-8 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木下豊彦, 福本恵紀, 新井邦明, 松下智裕, H.Osawa, 中村哲也, 室隆桂之, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 15^<th> International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2007-07-30
• [図書] 磁気イメージングハンドブック (2010)
  • 著者名/発表者名: 大嶋則和、小野寛太、木下豊彦, 他26名
  • 総ページ数: 440
  • 出版者: 共立出版 日本磁気学会編、共立出版
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.spring8.or.jp