2016 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物薄膜界面の異方的磁性とスピン-軌道結合現象の多自由度放射光分光
Project/Area Number |
15H02109
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
藤森 淳 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10209108)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
組頭 広志 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (00345092)
雨宮 健太 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (80313196)
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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Keywords | 遷移金属酸化物 / 界面 / 軟X線磁気円二色性 / 光電子分光 / 軟X線二色性 |
Outline of Annual Research Achievements |
(1)偏光スイッチングにより得られたデータをフーリエ変換することによって、XMCDスペクトルのS/N比を格段に改善することに成功した。(2)共鳴軟X線散乱装置の測定プログラムを改良し、光軸のずれをソフトウェア的に調整できるようにした。(3)強磁性体La1-xSrxMnO3をSrTiO3基板と格子定数の異なるLaAlO3基板上に成長させ、軌道分極、磁性の違いを角度依存XMCDにより明らかにした。(4)軌道整列状態と金属状態の境界付近に位置するスピネル型酸化物CoV2O4の磁気異方性とその温度変化を角度依存XMCDを用い調べ、電子状態を共鳴光電子分光で調べた。(5)IV族半導体GeにMn、Feをドープした強磁性半導体の電子構造と磁性を、XMCDおよび角度分解光電子分光(ARPES)を用いて明らかにした。(6)LaMnO3/LaNiO3/LaMnO3およびLaNiO3/LaMnO3/LaNiO3多層膜を作製しXMCD測定を行った結果、LaMnO3/LaNiO3界面においては、電荷移動が生じている層においてのみ強磁性が発現していること、界面のMnとNiが強磁性的に結合していることが明らかになった。(7)LaMnO3/LaFeO3界面のXAS測定より、界面電荷移動が生じていないことが明らかになった。また、共鳴光電子分光測定により、界面電荷移動がそれぞれの遷移金属の3d準位の相対位置により決まっていると結論づけた。(8)Au/Fe/NiO/BaTiO3の磁性、化学状態、構造をXMCD、EXAFS、および偏極中性子反射率を用いて観察し、界面における酸化還元反応と構造の変化が磁性に及ぼす影響を明らかにした。(9)Pt/Co/PtへのGaイオン照射による磁性と構造の変化をXMCDおよびEXAFSを用いて観察し、イオン照射による磁気異方性変化の機構を解明した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
測定、解析、成果公表ともに順調に進展している。ビームラインおよびXMCD装置の改良も順調に進み、より良質なデータが得られるようになっている。とくに界面の強磁性に関して、XASおよびXMCDの元素選択性と膜厚を任意制御した多層膜構造とを組み合わせることにより、電荷移動現象と界面強磁性との相関関係を特定する手法、界面電荷移動の有無を予測するモデルを確立できた。
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Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り、共鳴角度分解光電子分光、X線吸収、XMCDを用いて、酸化物薄膜、酸化物界面、誘電体と強磁性体の界面、磁性半導体薄膜の電子状態・磁性、界面二次元電子系の電子状態の研究を引き続き進める。とくに、界面における電荷移動と磁性の関係、スピン-軌道相互作用の役割を様々な界面について調べることにより、界面強磁性の学理構築を目指す。
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Research Products
(68 results)
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[Journal Article] Origin of the large positive magnetoresistance of Ge1-xMnx granular thin films2017
Author(s)
Y. K. Wakabayashi, R. Akiyama, Y. Takeda, M. Horio, G. Shibata, S. Sakamoto, Y. Ban, Y. Saitoh, H. Yamagami, A. Fujimori, M. Tanaka, and S. Ohya
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 95
Pages: 014417--1-6
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Unusual nodal behaviors of the superconducting gap in the iron-based superconductor Ba(Fe0.65Ru0.35)2As2: Effects of spin-orbit coupling2017
Author(s)
L. Liu, K. Okazaki, T. Yoshida, H. Suzuki, M. Horio, L. C. C. Ambolode II1, J. Xu, S. Ideta, M. Hashimoto, D. H. Lu, Z.-X. Shen, Y. Ota, S. Shin, M. Nakajima, S. Ishida, K. Kihou, C. H. Lee, A. Iyo, H. Eisaki, T. Mikami, T. Kakeshita, Y. Yamakawa, H. Kontani, S. Uchida, and A. Fujimori
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: Phys. Rev. B
Pages: 104504--1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Electronic structure of c-axis controlled α-Fe2O3 thin film probed by soft-X-ray spectroscopy2016
Author(s)
K. Kawamura, N. Suzuki, T. Tsuchiya, S. Yamaguchi, M. Ochi, T. Suetsugu, M. Minohara, M. Kobayashi, K. Horiba, H. Kumigashira, and T. Higuchi
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys
Volume: 55
Pages: 06GJ04:1-4
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] ステップ基板上に作製したマグネタイトFe3O4の磁場方向依存XAS,XMCDの温度変化2017
Author(s)
野中洋亮, C. F. Chang, 芝田悟朗, X. Liu, 坂本祥哉, 池田啓祐, 池震棟, 田中新, 酒巻真粧子, 雨宮健太, L. H. Tjeng, 藤森淳
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] 光電子分光によるNd1-xSrxVO3の金属絶縁体転移近傍における擬ギャップ構造の観測2017
Author(s)
大槻太毅, 山本紳太郎, 下中大也, 柴田大輔, 小寺健二朗, 大川万里生, 齋藤智彦, 堀尾眞史, 藤森淳, 組頭広志, 小野寛太, 池永英司, 宮坂茂樹, 田島節子, 吉田鉄平
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] 角度依存 XMCD の精密測定で探る Fe3O4の複素軌道秩序2017
Author(s)
野中洋亮, C. F. Chang, 芝田悟朗, X. H. Liu, 坂本祥哉, 池田啓祐, 池震棟, 田中新, 酒巻真粧子, 雨宮健太, L. H. Tjeng, 藤森淳
Organizer
2016年度 量子ビームサイエンスフェスタ
Place of Presentation
つくば国際会議場(茨木県つくば市)
Year and Date
2017-03-14 – 2017-03-15
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[Presentation] Origin of the large magnetoresistance in Ge1-xMnx granular thin films2017
Author(s)
若林勇希, 秋山了太, 竹田幸治, 堀尾眞史, 芝田悟朗, 坂本祥哉, 伴芳祐, 斎藤祐児, 山上浩志, 藤森淳, 田中雅明, 大矢忍
Organizer
第8回 低温センター研究交流会
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2017-02-23
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[Presentation] Search for complex orbital order in magnetite Fe3O4 by magnetic-field-direction dependent XAS and XMCD measurements2017
Author(s)
Y. Nonaka, C. F. Chang, G. Shibata, X. Liu, S. Sakamoto, K. Ikeda, Z. Chi, A. Tanaka, M. Sakamaki, K. Amemiya, L. H. Tjeng, and A. Fujimori
Organizer
17th Korea-Taiwan-Japan Workshop on Strongly Correlated Electron System
Place of Presentation
Yongpyong(Korea)
Year and Date
2017-02-19 – 2017-02-24
Int'l Joint Research
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[Presentation] Angle-dependent XMCD study of magnetite Fe3O42017
Author(s)
Y. Nonaka, C. F. Chang, G. Shibata, X. Liu, S. Sakamoto, K. Ikeda, Z. Chi, A. Tanaka, M. Sakamaki, K. Amemiya, L. H. Tjeng, and A. Fujimori
Organizer
CEMS-QPEC Symposium on Emergent Quantum Materials
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2017-01-18 – 2017-01-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Origin of enhanced magnetization in cobalt-substituted bismuth ferrite studied by x-ray magnetic circular dichroism2017
Author(s)
Z. Chi, G. Shibata, R. Kawabe, Y. Takeda, S. Sakamoto, Y. Nonaka, K. Ikeda, Y. K. Wakabayashi, R. Nakane, H. Hojo, M. Azuma, and A. Fujimori
Organizer
CEMS-QPEC Symposium on Emergent Quantum Materials
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2017-01-18 – 2017-01-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Anisotropy of spin-density distribution in La1-xSrxMnO3 thin films: Angle-dependent XMCD study2017
Author(s)
G. Shibata, M. Kitamura, M. Minohara, K. Yoshimatsu, T. Kadono, K. Ishigami, T. Harano, Y. Takahashi, S. Sakamoto, Y. Nonaka, K. Ikeda, Z. Chi, J.-i. Fujihira, A. Uchida, K. Watanabe, H. Fujihira, S. Fujihira, M. Furuse, S. Fuchino, M. Okano, H. Kumigashira, T. Koide, and A. Fujimori
Organizer
DMREF-FCMP Symposium on Mott Transitions and Computational Approaches
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2017-01-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] Angle-dependent XMCD study of magnetite Fe3O42017
Author(s)
Y. Nonaka, C. F. Chang, G. Shibata, X. Liu, S. Sakamoto, K. Ikeda, Z. Chi, A. Tanaka, M. Sakamaki, K. Amemiya, L. H. Tjeng, and A. Fujimori
Organizer
DMREF-FCMP Symposium on Mott Transitions and Computational Approaches
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2017-01-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] Magnetic moment anisotropies of L10-ordered FePt films studied by x-ray magnetic circular dichroism2017
Author(s)
K. Ikeda, G. Shibata, T. Seki, K. Ishigami, S. Sakamoto, Y. Nonaka, M. Sakamaki, K. Amemiya, N. Kawamura, M. Suzuki, K. Takanashi, and A. Fujimori
Organizer
DMREF-FCMP Symposium on Mott Transitions and Computational Approaches
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2017-01-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] Origin of enhanced magnetization in cobalt-substituted bismuth ferrite studied by x-ray magnetic circular dichroism2017
Author(s)
Z. Chi, G. Shibata, R. Kawabe, Y. Takeda, S. Sakamoto, Y. Nonaka, K. Ikeda, Y. K. Wakabayashi, R. Nakane, H. Hojo, M. Azuma, and A. Fujimori
Organizer
DMREF-FCMP Symposium on Mott Transitions and Computational Approaches
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2017-01-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] ペロブスカイト酸化物LaNiO3/LaMnO3へテロ構造における界面強磁性の起源解明2017
Author(s)
北村未歩,堀場弘司,小林正起,坂井延寿,簔原誠人,湯川龍,三橋太一,雨宮健太, 野中洋亮, 芝田悟朗, 藤森淳, 藤岡洋, 組頭広志
Organizer
第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
Place of Presentation
神戸芸術センター(兵庫県神戸市)
Year and Date
2017-01-07 – 2017-01-09
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[Presentation] スピネル型バナジウム酸化物CoV2O4の共鳴光電子分光2016
Author(s)
野中洋亮, 芝田悟朗, 小堀内類, 鈴木木博人, 徐健, 堀尾眞史, 輿石佳佑, 小林正起, 堀場弘司, 組頭広志, 田中新, T. Saha-Dasgupta, 勝藤拓郎, 藤森淳
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] Electronic structure of the p-type ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb2016
Author(s)
S. Sakamoto, N. T. Tu, Y. Takeda, S.-i. Fujimori, P. N. Hai, L. D. Anh, Y. K. Wakabayashi, G. Shibata, M. Horio, K. Ikeda, Y. Saitoh, H. Yamagami, M. Tanaka, and A. Fujimori
Organizer
第77回応用物理学会秋季学術講演会
Place of Presentation
朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] Origin of the large magnetoresistance in Ge1-xMnx granular thin films2016
Author(s)
Y. K. Wakabayashi, R. Akiyama, Y. Takeda, M. Horio, G. Shibata, S. Sakamoto, Y. Ban, Y. Saitoh, H. Yamagami, A. Fujimori, M. Tanaka, and S. Ohya
Organizer
第77回応用物理学会秋季学術講演会
Place of Presentation
朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] ペロブスカイト酸化物LaNiO3/LaMnO3へテロ界面における界面強磁性の発現2016
Author(s)
北村未歩, 堀場弘司, 小林正起, 坂井延寿, 簔原誠人, 湯川龍, 三橋太一, 雨宮健太, 藤森淳, 藤岡洋, 組頭広志, 野中洋亮, 芝田悟朗
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] Origin of the large positive magnetoresistance in Ge1-xMnx granular films2016
Author(s)
Y. K. Wakabayashi, R. Akiyama, Y. Takeda, M. Horio, G. Shibata, S. Sakamoto, Y. Ban, Y. Saitoh, H. Yamagami, A. Fujimori, M. Tanaka, and S. Ohya
Organizer
9th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Solids
Place of Presentation
神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
Year and Date
2016-08-08 – 2016-08-11
Int'l Joint Research
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[Presentation] Construction of wide-energy-range VUV-SX beamline BL-2 MUSASHI at KEK-PF2016
Author(s)
K. Horiba, M. Minohara, T. Mitsuhashi, K. Amemiya, A. Yagishita, Y. Kitajima, A. Toyoshima, H. Tanaka, T. Kikuchi, T. Mori, Y. Saito, K. Nigorikawa, Y. Nagatani, T. Kosuge, and H. Kumigashira
Organizer
39th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics (VUVX2016)
Place of Presentation
Zurich (Switzerland)
Year and Date
2016-07-03 – 2016-07-08
Int'l Joint Research
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[Presentation] X-ray magnetic circular dichroism and cluster-model analysis of the spinel-type vanadate CoV2O42016
Author(s)
Y. Nonaka, G. Shibata, R. Koborinai, K. Ishigami, S. Sakamoto, K. Ikeda, Z. Chi, T. Koide, A. Tanaka, T. Katsufuji, and A. Fujimori
Organizer
International Symposium on New Horizons in Condensed Mater Physics
Place of Presentation
東京大学(東京都文京区)
Year and Date
2016-06-18 – 2016-06-19
Int'l Joint Research
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