スピン偏極STMで探る高スピン偏極磁性合金薄膜の表面状態とスピン依存伝導

使用自旋极化 STM 探索高自旋极化磁性合金薄膜的表面态和自旋相关传导

• 批准号: 20042009
• 负责人: 川越 毅
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka Kyoiku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20042009/
• 关键词: スピンSTM; 準安定bcc Co薄膜; L1_0-FePt(001)規則合金薄膜; スピン偏極表面準位

研究初年度は、現有の超高真空対応STM/MBE装置を用い1)Cr(001)上準安定bcc Co薄膜のスピン偏極表面準位の検証2)FePt(001)規則合金薄膜清浄表面の作製とそのSTM観察について研究を行なった。1)Cr(001)上に作製した準安定Co超薄膜の成長とそのトンネルスペクトルをSTMおよびLEEDを用いて詳細に調べた。Cr(001)清浄表面に特有なスピン偏極表面準位を確認後、Co3ML室温蒸着後のSTMとLEED観察の結果、Co超薄膜はbcc構造であることを確認した。Cr(001)清浄表面およびCo3ML室温蒸着後のSTSスペクトルを比較した結果、-40mV(Cr), +150mV(Co)に明瞭なピークが観察された。Cr(001)のピークはスピン偏極表面準位に対応する。Co薄膜で観測された明瞭なピークの起源は、第一原理計算から求めたDOSと比較した結果、ほぼ100%スピン偏極したd_z^2軌道によるスピン偏極表面準位であることがわかった。2)東北大で作製したL1_0-FePt(001)規則合金薄膜の清浄表面作製をAr^+エッチングと熱処理によって行い、STMおよびオージェ電子分光(AES)を用いて評価した。Ar^+エッチング前後のAESからFe, Ptシグナルのほか炭素のシグナルが観測された. Ar^+エッチングのみでは、表面の炭素(C)を30%までしか除去できなかったが、エッチングと400℃アニールの繰り返しによってエッチング前の10%以下まで減少させることができた。4その結果、原子レベルで平坦なテラスが形成された。単原子層の高さを調べた結果2.10(±0.15)A、1.70(±0.15)Aの2種類の異なる単原子層の高さが確認できた。現在その詳細を検討しているが、両者の和は3.80Aであり、この値はFePt L1_0規則相のc軸格子定数と一致する。

在研究的第一年中，我们使用了当前的超高真空兼容STM/MBE设备1）在Cr上（001）2上验证了固定的BCC CO薄膜的自旋偏振表面水平（001）2）在进行了薄薄的合金膜及其STM观察的薄薄膜（001）的清洁表面。 1）使用STM和LEED详细检查了在CR（001）及其隧道光谱上制造的亚稳态CO超薄膜的生长。确认了清洁Cr（001）表面独特的自旋偏振表面状态后，确认CO3ML的室温沉积后STM和LEED观测结果被证实具有BCC结构。比较CO3ML室温沉积后的CR（001）清洁表面和STS光谱，显示-40 mV（CR），+150 mV（CO）的透明峰。 Cr（001）的峰对应于自旋极化的表面态。发现在CO薄膜中观察到的透明峰的起源是由于D_z^2轨道几乎是100％自旋偏振的，是自旋偏振表面状态。 2）通过Ar^+ Etching和热处理进行了在Tohoku University制备的L1_0-FEPT（001）有序的合金薄膜的清洁表面制备，并使用STM和螺旋电子光谱法（AES）进行了评估。从AR^+蚀刻之前和之后，从AE观察到碳的信号。尽管只有Ar^+蚀刻能够在表面上除去30％的碳（C），重复在400°C下重复蚀刻和退火，但在蚀刻前可以将碳（C）降低至10％或更少。 4因此，在原子水平形成了平坦的露台。检查了单原子层的高度，并确认了两个不同的单原子层A和1.70（±0.15）A的高度。我们目前正在研究细节，两者的总和为3.80a，与FEPT L1_0常规相位的C轴晶格常数匹配。

项目成果

FePt(001)合金薄膜のSTM観察

FePt(001)合金薄膜的STM观察

• 发表时间: 2008
• 作者: 川越毅;金城泰司;水口将輝;三谷誠司;高梨弘毅
• 通讯作者: 高梨弘毅

STM/STS study of bcc Co films on Cr(001)

Cr(001) 上 bcc Co 薄膜的 STM/STS 研究

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Kawagoe;N. Numata;K. Taguchi;T. Miyamachi and S. Suga
• 通讯作者: T. Miyamachi and S. Suga

Spin-polarized surface states of metastable body-centered cubic Co(001)

亚稳态体心立方Co(001)的自旋极化表面态

• 发表时间: 2009
• 期刊: Applied Physics Express 2
• 作者: T. Kawagoe;M Geshi;T. Miyamachi;and S. Suga
• 通讯作者: and S. Suga