Manupulation of gas atom spins by adsorption on ferromagnet surfaces

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MgO（100）表面にFe3O4薄膜を製膜し、その表面にRb原子を吸着させ、光誘起脱離の観測を行った。初年度と同様、蒸着には電子ビーム蒸着法を用い、薄膜の結晶性は反射高速電子回折法を用いて確かめた。また、初年度に用いた試料表面清浄化手法をさらに改良し、X線光電子スペクトルにて不純物が検出できないほど清浄な表面を作成することに成功した。光誘起脱離には、パルスレーザー（Nd:YAGレーザー3倍波、波長：355 nm、パルス幅:5-10 ns）を用いた。また、高速フォトディテクターを用いて脱離原子の飛行時間分布を調べ、 脱離原子の速度分布がパルスレーザーの強度のみでなく、被覆率にも依存することを明らかにした。これは、Nd：YAGレーザーによって誘起された脱離が熱的な脱離であることを意味している。また、被覆率がある程度以下の領域では脱離が起こらないことも分かった。これは、脱離量の被覆率依存性に閾値が存在していることを意味している。さらに、初年度に開発した装置を用い、脱離原子のスピン偏極度の測定を行った。その結果、脱離原子のスピン偏極度は、Fe3O4(100)表面の電子のスピン偏極度に比べ小さいことが分かった。これは、脱離した原子が、スピン偏極したFe3O4(100)表面と直接相互作用していないことを示している。これらは、Fe3O4(100)表面に直接吸着したRb原子は光誘起脱離せず、多層吸着した原子のみが光誘起脱離することを意味している。以上の結果より、Fe3O4(100)表面に吸着したRb原子は、多層吸着した原子のみが光誘起脱離を起こし、また、そのメカニズムは熱的であるということが明らかになった。