磁気異方性主軸の異なる複合膜界面における非線形電気磁気効果の研究

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2層膜界面におけるねじれスピン構造の観察を中心に研究し、その成果を学会で発表した。今年度の補助金は研究遂行するために必要な消耗品に充てた。2層膜界面におけるねじれスピン構造の観察に関しては、KEKで深さ分解X線磁気円二色性（XMCD）測定を行った。X線の入射条件として、直入射条件、斜入射条件（膜面垂直方向から45度）、逆斜入射条件（膜面垂直方向から－45度）の3条件を試した。XMCD強度は磁気モーメントの向きと入射X線の向きの内積に比例するので、深さ方向に対するXMCD強度を比較することでスピンの向きを推定することができる。検討した試料は、垂直磁化膜としてCoフェライト(CFO)、膜面内磁化膜としてマグへマイト(GFO)の2層膜構造とした。試料は測定前に膜面垂直方向から30度傾けた方向に磁場を印加して磁区を揃えた。残留磁化状態において深さ分解XMCD測定を行った。測定の結果、残留磁化状態においても界面と表面とではスピンの向きが異なっていること分かった。Co、すなわちCFOのスピンは膜面垂直方向を向いており、GFOのスピンがらせん磁気構造を形成しており、GFOの表面の磁気モーメントは膜面垂直方向から50度傾いていることがシミュレーションと実験結果を比較することで分かった。次に膜面内方向に電界を印加するために電極を取り付け、深さ分解XMCDの電圧依存性を調べた。斜入射条件で電場印加を行ったところ、検出深度が深いXMCDスペクトルに差は見られなかったが、検出深度が浅いところでは、電場の極性によってスペクトル形状が大きく異なった。その変化は電圧の極性によって異なっており、電気磁気効果に起因するものだと考えられる。これは複合膜界面における人工的ならせん磁気構造でもスピンカレントモデルに基づく電気磁気効果が発現し得ることを実証するもので、新たな材料設計指針として期待できる。