走査型X線トポグラフによる金属人工格子の構造評価に関する研究

本研究の目的は,X線回折法を用いて,金属人工格子の構造不均一性の評価方法を検討開発することであり,以下のような検討と装置開発を行った。(1)Co/Pd人工格子の構造評価法の検討:Co系多層膜はその垂直磁気異方性に特徴があり,この発現と結晶性の関係を明らかにすることが重要な課題になっている。金属多層膜がかなり乱れた構造を持っていることを考慮して,まずその結晶配向性をX線振動写真法および極点図形解析法によって調べた。その結果,垂直磁気異方性を示す膜が(110)配向を示す(他の膜は(111)配向を持つ)ことが初めて明らかになった。さらに,この配向性の膜面内不均一性をマッピングすることの重要性が明らかになった。(2)四軸解析計用試料面走査機構の設計・製作:上記(1)のような膜特性の面内分布を測定するために,四軸回析計ゴニオ上で試料をXーZ走査する自動ステ-ジを設計・製作した。回折曲線測定あるいは振動写真撮影と試料走査・デ-タ収集をコンピュ-タ制御の下で自動的に行うことができる。(3)回折曲線・写真撮影方法および画像表示方法の検討:金属多層膜を特徴づけるパラメ-タは多岐にわたるので,目的に応じてパラメ-タを選択する必要がある。本研究では,上記(1)の理由で結晶配向性に注目して検討を進めた。その結果,(111),(200),(110)反射強度の面内分布を測定表示することが最適との結論に達し,上記(1)の成果を得た。現在までのところ,面内分布に特に大きな不均一性は認められないが,試料の製作条件等によってはその相達があるものと期待され,本研究で開発した装置と手法は大いに有用である。

本研究の目的は,X線回折法を用いて,金属人工格子の構造不均一性の評価方法を検討開発することであり,以下のような検討と装置開発を行った。(1)Co/Pd人工格子の構造評価法の検討:Co系多層膜はその垂直磁気異方性に特徴があり,この発現と結晶性の関係を明らかにすることが重要な課題になっている。金属多層膜がかなり乱れた構造を持っていることを考慮して,まずその結晶配向性をX線振動写真法および極点図形解析法によって調べた。その結果,垂直磁気異方性を示す膜が(110)配向を示す(他の膜は(111)配向を持つ)ことが初めて明らかになった。さらに,この配向性の膜面内不均一性をマッピングすることの重要性が明らかになった。(2)四軸解析計用試料面走査機構の設計・製作:上記(1)のような膜特性の面内分布を測定するために,四軸回析計ゴニオ上で試料をXーZ走査する自動ステ-ジを設計・製作した。回折曲線測定あるいは振動写真撮影と試料走査・デ-タ収集をコンピュ-タ制御の下で自動的に行うことができる。(3)回折曲線・写真撮影方法および画像表示方法の検討:金属多層膜を特徴づけるパラメ-タは多岐にわたるので,目的に応じてパラメ-タを選択する必要がある。本研究では,上記(1)の理由で結晶配向性に注目して検討を進めた。その結果,(111),(200),(110)反射強度の面内分布を測定表示することが最適との結論に達し,上記(1)の成果を得た。現在までのところ,面内分布に特に大きな不均一性は認められないが,試料の製作条件等によってはその相達があるものと期待され,本研究で開発した装置と手法は大いに有用である。