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本研究ではアモルファス合金層からなる組成変調周期構造膜を試みる予定であるが、本年度は基礎段階として、作成と解析の容易な2元系の組成変調膜(各層は一元すなわち結晶)を作成し磁気的性質を調べた。
1.Gd/Co組成変調膜
(1)作成・構造;真空蒸着法によりGdとCoを交互に積層したところ周期19A以上では、X線小角散乱により周期構造の存在が確かめられた。またオージェ電子分光によると膜中の酸素量は少なくGdは金属としての磁性をもつものと考えられる。周期が250Aの膜について厚さ方向の元素プロファイルを調べた結果、Gd層内にCoがかなり拡散しているものと推定された。
(2)磁気的性質:GdとCoの膜厚比を3:4として組成変調周期Dを変えた時、飽和磁化MsはDが100A以下では急速にアモルファスGdCo合金の値に近づく。一方、Dが100A以上ではMsはCoのみの磁化の値に向って除々に増加している。この結果は100A程度の合金層の存在を示唆している。
(3)分子場近似による多層膜の磁化温度特性の尊出:最近接原子間相互作用だけを考慮して計算機シミュレーションを行った結果、Gd層は室温(ほぼキュリー温度と同じ)で、Co層から教えて3番目の層で磁化が約半分(バルクに比べて)、10番目でほぼ消失する。
(4)上記結果を適用すると、100A程度の拡散層が存在すると考えると実験結果が説明される。
(5)組成変動調膜に数KOeの磁界を加えたところ、磁化が急増する現象が見られた。これは反平行に配列したGdとCoのスピンが平行状態に変わるスピンクセップ現象と理解された。
2.Tb-Co/Co組成変調膜:予備的な実験では長周期(D〜200A)において周期構造を確認した。
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