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強磁性金属表面上の極薄絶縁膜の初期形成過程

铁磁金属表面超薄绝缘膜的初始形成过程

基本信息

批准号：
12740168
负责人：
鶴岡徹
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は強磁性金属表面上に極薄の酸化膜を形成し、その初期形成過程を高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)と低速電子線回折(LEED)により解明することを目的としている。金属基板として強磁性トンネル接合に用いられるパーマロイ合金のNiFe(111)面を選択した。NiFe(111)表面の実験はこれまで報告例がなく、清浄化方法も確立されていない。本研究ではまずLEEDとオージェ電子分光法を用いて最適な清浄化条件を調べた。その結果、Arイオンスパッタリング(500eV、30分)と900K、2分間の加熱処理を数回繰り返すことによって再現性よく準備できることがわかった。清浄なNiFe(111)面のHREELSスペクトルには弾性散乱ピーク以外何も観測されない。この表面にまず室温で酸素を吸着した。吸着量が1L以下では約50meVの損失ピークのみが観測されるが、1L以上では80meV付近にもピーク構造が現れ始め、吸着量の増加とともにそれらの損失強度は大きくなる。この2つの損失ピークはそれぞれ、FeOとNiOに起因したものであると同定した。この結果から、室温における酸素吸着によって最初にFeOが形成され、その後NiOが形成されることがわかった。NiOの損失ピークはFeOに比べてブロードであることから、NiOはアモルファス状に形成されていると考えられる。室温で50Lの酸素を吸着した後、試料を100Kずつ上げながら加熱すると80meV付近のブロードな損失構造は75meVのシャープな損失ピークへと変化した。これはNiOの結晶化を意味する。この75meVのピークは800Kで消失するが、50meVのピークは950Kで消失する。これらの結果はNiFe(111)面ではFeOの形成が支配的であることを示唆している。50L吸着した表面のLEED像はバックグランドが高く不明瞭であるが、700Kの加熱後にはシャープなスポットから構成される複雑なパターンを示した。この複雑なLEED像はFeOとNiOが共存しているためであると考えられる。

This study aims to clarify the formation of extremely thin acidified films on ferromagnetic metal surfaces and their initial formation process by high resolution energy electron loss spectroscopy (HREELS) and low speed electron beam folding (LEED). Metal substrate and ferromagnetic alloy are selected for bonding. The surface of NiFe(111) was investigated by means of a series of experiments. In this study, the optimum conditions for purification were adjusted by electron spectroscopy. The results show that the temperature of Ar ~(3 +) is 500eV and 30 min, and the temperature of Ar ~(3 +) is 900K and 2 min, and the temperature of Ar ~(3 +) is 900K and 2 min, and the temperature of Ar ~(3 +) is 900 K. The HREELS of NiFe(111) surface are selected according to the properties of NiFe(111). The surface of the glass is exposed to acid sorption at room temperature. Sorption is less than 1L, loss is about 50meV, adsorption is more than 1 L, loss is about 80meV, adsorption is more than 1L, loss is about 50 meV, adsorption is less than 1 L, adsorption is less than 1 L. The reason for this loss is that FeO and NiO are the same. As a result, FeO was initially formed and NiO was formed at room temperature. NiO loss is caused by the presence of FeO. After adsorption of 50L of acid at room temperature, the sample was heated to 80meV and the loss structure was 75meV. The crystallization of NiO means that NiO is crystallized. The 75meV and 50meV circuits are 800K and 950K respectively. The NiFe(111) plane dominates the formation of FeO. 50L adsorption surface LEED image after heating at 700K This is the case with FeO and NiO.