2020 年度研究成果報告書

磁場中共鳴非弾性X線散乱測定によるハーフメタル型ホイスラー合金の電子状態

研究課題

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研究課題/領域番号	18H01690
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分26010:金属材料物性関連
研究機関	東北大学
研究代表者	梅津理恵東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60422086)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	ハーフメタル型強磁性体 / スピントロニクス / 電子状態 / 共鳴非弾性X線散乱 / 異方性磁気抵抗
研究成果の概要	電子状態において、フェルミ準位近傍におけるスピン偏極率が100％であると理論的に予測されているホイスラー合金の候補物質について軟X線共鳴非弾性X線散乱（RIXS）測定を行った。Mn2VAlとCo2MnSiでは、Mn, V, Coの2p3/2 吸収ピークのRIXSスペクトルにおいて明瞭な磁気円二色性(MCD)が観測された。両者においてMnのMCDの符号が異なっており、各々における電子状態の違いを反映していることが分かった。Co2FeSiでは、Fe2p3/2 吸収ピークにおいて弾性散乱のすぐ脇に大きなMCD成分が観測され、フェルミ順位近傍に存在するFeの大きなDOSを反映していることが分かった。
自由記述の分野	金属物性
研究成果の学術的意義や社会的意義	理論的には多くの物質がハーフメタル型電子状態を有することが予測され、スピントロニクスの分野で有用であると提案されているのに対し、その電子状態が納得のいく実験結果で検証されている例ははかった。本研究では、良質のバルク単結晶試料を育成し、軟X線共鳴非弾性X線散乱測定により、ハーフメタル型電子状態を世界で初めて実証した点で、学術的意義が非常に高い。本研究により、ハーフメタル型強磁性体の電子状態を調べるのに、放射光を用いた軟X線RIXS測定が非常に有効な手段であることが示された点は社会的意義も高い。