層間磁気結合による単分子磁石の磁気モーメントの制御

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本研究の目的は、強磁性/非磁性/強磁性の金属多層膜で用いられる「層間磁気結合」を応用することで、単分子磁石に働く磁気結合の強さの制御法を確立することである。そこで、まず磁気結合の強さを調整できる基板の作製に取り組み、その表面構造を走査トンネル顕微鏡（STM）により明らかにした。本年度は、得られた基板に単分子磁石を吸着し、その吸着構造の詳細を明らかにした。Au(111)基板の清浄化、Coの蒸着、Auの蒸着、それぞれの項目毎にSTM観察を行った。その結果、Au(111)に特徴的なヘリンボーン構造と原子像の観察に成功し、Au(111)清浄面が得られていることを確認した。その後、Coを蒸着し、三角形状をもつ2原子層高さのCoアイランドがヘリンボーン構造の“エルボー”に周期的に形成されることを確認した。続けてAuを蒸着し、Auの蒸着量を調整することにより、Coと単分子磁石の間に挿入するAuの膜厚を調整できることを確認した。さらに、単分子磁石TbPc2を室温で蒸着し、STM観察からTbPc2の吸着位置を明らかにした。蒸着量が少ない場合、TbPc2はAu(111)やCoアイランドのステップエッジに吸着し、蒸着量を増やすことによりテラス上にも吸着することがわかった。しかし、エルボーに形成されたCoアイランドは基本的に面積が小さく、TbPc2 / Au / Coの多層構造を得るためにはかなり多くのTbPc2を蒸着する必要があり、単分子の状態で多層構造を形成するのは難しいことが明らかになった。