2021 Fiscal Year Research-status Report
Correlation between antiphase boundary defects and surface inhomogeneous properties in magnetite films
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21K04824
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
アグス スバギョ 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (30374599)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | マグネタイト / 炭素吸着 / 逆位相境界 / 走査型トンネル顕微鏡 / スピン計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度では，炭素吸着したマグネタイト表面のスピン偏極度向上の効果を調べるために，申請の段階で実施し始めた通電加熱法の炭素吸着の条件の最適化を図った．また，通電加熱法の炭素吸着の結果を踏まえ，電子ビーム加熱蒸着装置を用いた炭素吸着を検討して実施した．STMやLEED等による原子構造の評価，XPSを用いたマグネタイト組成や炭素吸着時の不純物の評価もおこなった．
マグネタイト試料は，MgO(001)基板にマグネタイト(001)薄膜をエピタキシャル成長させて作成した．マグネタイト薄膜表面は，清浄表面である再構成構造を示すことと，逆位相境界を有することを原子分解STMで確認した．このようなマグネタイト清浄表面上に，通電加熱したグラッシーカーボンフォイルを用いて炭素吸着をおこなった結果，マグネタイト薄膜表面の鉄原子列上に原子レベルの炭素吸着の他に，クラスター状に吸着した炭素もわずかに観察されていた．炭素吸着のない鉄原子上と原子状炭素吸着の局所電子状態を比較すると，吸着炭素上の局所電子状態では新たな状態がみられ，理論計算によって導かれた電子状態におけるスピン偏極したダウンスピンの電子状態と一致した．
均一な炭素吸着した表面を作製するために，炭素吸着チェンバーに通電加熱法の他に電子ビーム加熱蒸着装置を設置した．さらに，炭素吸着のレートを正確に把握するために膜厚モニターも設置した．電子ビーム加熱蒸着装置を用いることにより，通電加熱法より低いレートでの吸着が可能であり，クラスター状の炭素吸着が少なく，より均一な炭素原子吸着したマグネタイト薄膜表面が作製できた．
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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
１年目の研究計画では，通電加熱法で得られた結果を踏まえて，電子ビーム加熱蒸着装置を用いて，より均一な炭素原子吸着したマグネタイト薄膜表面の実現が目標であった．この目標は達成できたことと，原子状炭素吸着の局所電子状態の測定に成功したため，今後のスピン偏極STM計測の推進に十分な知見を得た．
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| Strategy for Future Research Activity |
均一な炭素原子吸着したマグネタイト薄膜表面を作製できたため，今後は逆位相境界とその付近の炭素吸着に着目し，炭素吸着によるマグネタイト表面の原子構造および電子状態への影響をSTM計測により明らかにする．また，反強磁性体探針の作製も進めて，スピン偏極STMによる表面スピン電子状態の計測も推進する計画である．
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| Causes of Carryover |
当初計画していた国際会議がオンライン開催となったため旅費がかからなくなったのが主な要因である。次年度に参加する予定の国際会議の旅費や電子ビーム加熱蒸着装置のフィラメントアセンブリー交換のために請求する。
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Research Products
(2 results)
