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2020 年度 実績報告書

コヒーレント軟X線時分解イメージングによるスピンダイナミクスの観測

研究課題

研究課題/領域番号 19K23590
研究機関東北大学

研究代表者

石井 祐太  東北大学, 理学研究科, 助教 (40847232)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
キーワード時分割測定 / 磁気イメージング
研究実績の概要

本研究は磁性体中に誘起される磁気ダイナミクスの実空間イメージング手法の確立が目的であり、これに対応して以下の2つが成果がある。
i. フレネル回折を利用した実空間磁気イメージング手法の確立
集光素子を用いてX線を集光させ、集光点近傍に試料を置くことで、試料からフレネル回折によりX線が散乱される。このフレネル回折には、通常の回折現象(フランフォーファー回折)とは異なり、実空間情報が観測像に直接含まれている。この手法を、軟X線顕微鏡装置を用いて確立し、Co強磁性体薄膜における強磁性磁気ドメイン構造を、解析無しに可視化することにに成功した。
ii. 時分解磁気散乱測定手法の確立
放射光施設では、数十ピコ程度の幅を持つパルスX線が入射されるが、このパルスX線に同期したマスターオシレーション信号がマイクロ波として利用できる。このマイクロ波を位相回路により遅延し、逓倍をかけることで周波数変調を行い試料に入力する。このマイクロ波により誘起された強磁性共鳴現象をパルスX線により観測することが当初の目的であったが、シグナルとノイズ比の問題からこの手法では不十分であると判明した。そこで、シグナルジェネレータにより、マイクロ波の遅延位相を振動させ、その振動成分をパルスX線で観測できるようロックインアンプにより計測することで、時分解測定システムを構築した。このシステムを用いることで、FeNi合金中に誘起されたスピン振動の観測に成功した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Soft-X-Ray Vortex Beam Detected by Inline Holography2020

    • 著者名/発表者名
      Ishii Yuta、Yamamoto Kohei、Yokoyama Yuichi、Mizumaki Masaichiro、Nakao Hironori、Arima Taka-hisa、Yamasaki Yuichi
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 14 ページ: 064069

    • DOI

      10.1103/PhysRevApplied.14.064069

    • 査読あり
  • [学会発表] In-line Holographyを用いた軟X線光渦の観測2021

    • 著者名/発表者名
      石井祐太, 若林裕介, 山本航平, 横山優一, 水牧仁一朗, 中尾裕則, 有馬孝尚, 山崎裕一
    • 学会等名
      放射光学会
  • [学会発表] マルチスケール軟X線回折顕微鏡を用いた磁気ドメイン観測2020

    • 著者名/発表者名
      石井祐太, 山崎裕一, 小塚裕介, 中尾裕則
    • 学会等名
      放射光学会
  • [学会発表] マルチスケール軟X線顕微鏡の開発2020

    • 著者名/発表者名
      石井祐太, 山崎裕一, 小塚裕介, 中尾裕則
    • 学会等名
      物理学会

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公開日: 2021-12-27  

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