逆・磁気線二色性効果を利用した反強磁性デバイスの高度な光制御

利用反/磁二色性效应对反铁磁器件进行先进的光学控制

基本信息

批准号：
22H01535
负责人：
大河内拓雄
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Japan Synchrotron Radiation Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

反強磁性物質や薄膜に対して直線偏光レーザーパルスを照射することで、逆・磁気線二色性効果を介して偏光方向に応じた反強磁性磁化の方向を任意に制御する手法の開発を試みた。まず、劈開したNiO(001)バルク結晶表面に、偏光方向の異なる複数の条件のレーザーパルスを照射したときの反強磁性磁区を、放射光磁気線二色性の光電子顕微鏡観察(XMLD-PEEM)によって評価した。その結果、レーザー照射場所における磁区構造の改変状態は確認できたものの、明確な偏光依存性は検出できなかった。これは、バルク内部の強固な磁気構造により、表面でのレーザー磁区改変が効果的に任意の磁区構造配列を及ぼすことができなかったことによると考えている。一方、薄膜状の反強磁性体で同様の効果を検証すべく、製膜装置の立ち上げも行った。既存の製膜チャンバーに新規に電子線蒸着装置とスパッタリング装置を導入し、Fe、Ti、NiO、Fe2O3などを製膜できる環境を整えた。酸化物反強磁性体は、酸化物ターゲットのスパッタリングおよび金属ターゲットの反応性蒸着の2通りの製膜手段があるが、エピタキシャル成長には基板温度や成長レート、ガス雰囲気などの最適化を行う必要があり、この実験が最も時間を要する内容になると予想される。次年度は製膜条件の探索を中心に進めていく予定である。また、製膜実験の促進のため、製膜チャンバーも、本研究費により新規に整備する計画だが、チャンバーの設計図もほぼ完成した状態である。

我们试图开发一种方法，该方法通过极化的方向来任意控制抗铁磁磁化的方向，通过通过逆和磁性二色症效应来辐射在抗磁磁材料和薄膜上的线性极化激光脉冲。首先，使用磁二色二色性通过光电显微镜观察（XMLD-PEEM）评估了在多个极化方向上激光脉冲在多个极化方向上的激光脉冲时的抗铁磁结构域。结果，尽管确认了激光照射位点的磁域结构状态的改变，但无法检测到明显的极化依赖性。人们认为这是由于整体内部的强磁结构所致，因此表面上的激光域修饰无法有效地施加任何磁性域结构排列。另一方面，为了用薄膜般的抗fiferromagnet验证相同的效果，还启动了膜形成装置。现有的胶片成型室已将新的电子束沉积设备和溅射设备引入了一个环境中，现在可以生产Fe，Ti，Nio，Fe2O3和其他膜的环境。氧化物抗铁磁铁具有两种不同的膜形成方法：溅射氧化物靶标和金属靶标的反应性沉积，但是外延生长需要优化底物温度，生长速率，气体气氛等，预计该实验是最耗时的含量。明年，我们计划专注于探索电影形成条件。此外，为了促进膜形成实验，膜形成室将在研究基金中新开发，但是室的蓝图几乎是完整的。