2014 Fiscal Year Annual Research Report
薄膜・多層膜における新奇磁性の起源の放射光軟Ｘ線分光による研究
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14J11615
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
芝田 悟朗 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2015-03-31
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| Keywords | 磁性 / 薄膜 / 多層膜 / 放射光 / X線磁気円二色性 / 遷移金属酸化物 / 磁気異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
○巨大磁気抵抗やハーフメタル性を示す強磁性体La0.6Sr0.4MnO3 (LSMO) の薄膜は、Mn原子の電子軌道の自由度のため、基板の種類により磁気的性質が大きく影響されることが知られている。本研究では基板と磁気異方性との関係に注目し、SrTiO3 (STO) 基板上LSMO薄膜の電子状態・磁性に関して、角度依存X線磁気円二色性 (XMCD) の分光手法により調べた。STO基板上LSMO薄膜は面内磁化容易であるが、本実験の結果、この磁気異方性は薄膜一般に見られるマクロな磁気的効果によるもの（形状磁気異方性）の他、ミクロなスピン・軌道相互作用による効果（結晶磁気異方性）も含むことが見いだされた。また、磁性を担う電子が、面内方向に伸びた軌道状態を取っていることを示唆する結果を得た。これは、STO基板がLSMO薄膜に伸張性応力を与えていることによると予想される。今後、STO以外の基板の場合についても研究を行い、この予想を検証していく。
○同じくLSMO薄膜について、共鳴軟X線散乱 (RSXS) を用いた深さ方向の電子状態についての研究も行った。実験的な散乱プロファイルと理論的シミュレーションとの比較から、薄膜の厚さが数原子層程度まで薄くなるとMnの価数が表面近傍で減少する傾向があることが確認された。これは、先行研究で報告されている、超薄膜における強磁性相転移温度の低下に関連している可能性がある。
○垂直磁気異方性を示すことで知られるMn4N薄膜について、垂直磁気異方性とミクロな電子状態との関連性を明らかにするため、角度依存XMCDの実験を行った。表面保護層を蒸着することにより、Mn酸化物等の影響を受けない純粋なMn4N由来のXMCDスペクトルを得ることに今回初めて成功した。磁気的性質については、磁場方向が薄膜に垂直な場合と平行な場合の両方で大きな軌道磁気モーメントの存在が明らかになった。今後、軌道磁気モーメントの大きさの磁場方向依存性についてより詳細に調べてゆく。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Thickness-dependent ferromagnetic metal to paramagnetic insulator transition in La0.6Sr0.4MnO3 thin films studied by x-ray magnetic circular dichroism2014
Author(s)
G. Shibata, K. Yoshimatsu, E. Sakai, V. R. Singh, V. K. Verma, K. Ishigami, T. Harano, T. Kadono, Y. Takeda, T. Okane, Y. Saitoh, H. Yamagami, A. Sawa, H. Kumigashira, M. Oshima, T. Koide, and A. Fujimori
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 89
Pages: 235123--1-5
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Origin of enhanced magnetoelectric coupling in NiFe2O4/BaTiO3 multilayers studied by x-ray magnetic circular dichroism2014
Author(s)
V. K. Verma, V. R. Singh, K. Ishigami, G. Shibata, T. Harano, T. Kadono, A. Fujimori, F.-H. Chang, H.-J. Lin, D.-J. Huang, C. T. Chen, Y. Zhang, J. Liu, Y.H. Lin, C-W. Nan, and A. Tanaka
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 89
Pages: 115128--1-7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Orbital magnetic moment and coercivity of SiO2-coated FePt nanoparticles studied by x-ray magnetic circular dichroism2014
Author(s)
Y. Takahashi, T. Kadono, V. R. Singh, V. K. Verma, K. Ishigami, G. Shibata, T. Harano, A. Fujimori, Y. Takeda, T. Okane, Y. Saito, H. Yamagami, S. Yamamoto, and M. Takano
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 90
Pages: 024423--1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Observation of magnetically hard grain boundaries in double-perovskite Sr2FeMoO62014
Author(s)
Y. Takahashi, V. K. Verma, G. Shibata, T. Harano, K. Ishigami, K. Yoshimatsu, T. Kadono, A. Fujimori, A. Tanaka, F.-H. Chang, H.-J. Lin, D.J. Huang, C. T. Chen, B. Pal, and D. D. Sarma
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Journal Title
Europhysics Letters
Volume: 108
Pages: 27003--1-4
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 角度依存XMCDによる(La,Sr)MnO3薄膜の磁気異方性とスピン分布異方性の観測2014
Author(s)
芝田悟朗, 門野利治, 石上啓介, 原野貴幸, 高橋文雄, 吉松公平, 藤森淳, 小出常晴, 組頭広志, 古瀬充穂, 淵野修一郎, 岡野眞,藤平潤一, 内田公, 渡邊和訓, 藤平秀幸, 藤平誠一
Organizer
基盤研究S「多自由度放射光Ｘ線二色性分光による強相関系界面新規電子相の研究」研究会
Place of Presentation
KKRホテル熱海
Year and Date
2014-07-13 – 2014-07-14
