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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740168/
• 关键词: 強磁性金属表面; 極薄酸化膜; 高分解能電子エネルギー損失分光法; 低速電子線回折; 強磁性トンネル接合; パーマロイ; 極薄絶縁膜; オージェ電子分光法

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。

は this study strongly magnetic metal surface に thin の acidification membrane を form し, そ の early formation を high decomposition can electronic エ ネ ル ギ ー loss spectrometry (HREELS) と low-speed electronic line back to the fold (LEED) に よ り interpret す る こ と を purpose と し て い る. Metal substrate と し て strong magnetic ト ン ネ ル joint に with い ら れ る パ ー マ ロ イ alloy の NiFe (111) surface を sentaku し た. The NiFe(111) surface <s:1> experimental れまで れまで reports example がなく and the purification method <e:1> establishes されて な な な. This study で は ま ず LEED と オ ー ジ ェ electron spectrometry を with い て optimum な を mineralization conditions at factors affecting the べ た. そ の results, Ar イ オ ン ス パ ッ タ リ ン グ と 900 k (500 ev, 30 points), between two points の heating 処 を number back Qiao り return す こ と に よ っ て reproducibility よ く prepare で き る こ と が わ か っ た. To clean the なNiFe(111) surface, apart from the <s:1> HREELSスペ <e:1> ト ト に に に of the elastic dispersion ピ, what other <s:1> 観 is used to measure されな されな? The surface of the <s:1> にまず is at room temperature and the で acid is を adsorbing the た. The uptake under が 1 l で は about 50 mev の loss ピ ー ク の み が 観 measuring さ れ る が, more than 1 l で は pay nearly 80 mev に も ピ ー ク tectonic が れ め, now the uptake の raised plus と と も に そ れ ら の loss intensity は big き く な る. The loss of ピ ピ <s:1> それぞれ それぞれ それぞれ, FeOとNiOに, the cause of <s:1> た <e:1> であると であると is the same as that of た た. こ の results か ら, room temperature に お け る acid element sorption に よ っ て initially に FeO が form さ れ, そ の after NiO が form さ れ る こ と が わ か っ た. NiO の loss ピ ー ク は FeO に than べ て ブ ロ ー ド で あ る こ と か ら, NiO は ア モ ル フ ァ ス に form さ れ て い る と exam え ら れ る. Room temperature で 50 l の acid element を sorption し た, try を after 100 k ず つ on げ な が ら heating す る と pay nearly 80 mev の ブ ロ ー ド な loss structure は 75 mev の シ ャ ー プ な loss ピ ー ク へ と variations change し た. Youdaoplaceholder0 れ NiO <s:1> crystallization を means する. <s:1> 75meV <s:1> ピ ピ <s:1> <s:1> <s:1> 800Kで disappears するが, 50meV <e:1> ピ <s:1> <s:1> <e:1> <e:1> 950Kで disappears する. The result of <s:1> NiFe(111) is that で で FeO <s:1> forms a が dominated である <s:1> とを とを abetting て て る る る. 50 l sorption し た surface の LEED like は バ ッ ク グ ラ ン ド が high く unknown で あ る が, 700 k の heated に は シ ャ ー プ な ス ポ ッ ト か ら constitute さ れ る complex 雑 な パ タ ー ン を shown し た. The <s:1> <s:1> complex 雑なLEED is like the が FeOとNiOが coexisting <s:1> て るためであると るためであると taking the えられる exam.

项目成果

Y.Uehara: "Electron energy loss spectra showing the effects of surface roughness and electromagnetic retardation-theory and experiment"Journal of the physical Society of Japan. Vol.70 No.7. 2012-2018 (2001)

Y.Uehara：“电子能量损失谱显示表面粗糙度和电磁延迟的影响 - 理论与实验”日本物理学会杂志。