スピン偏極分光及び磁気二色性を用いた磁性超薄膜及び超格子の電子状態の研究

利用自旋偏振光谱和磁二色性研究磁性超薄膜和超晶格中的电子态

基本信息

批准号：
10130218
负责人：
今田真
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10130218/
关键词：
磁性薄膜磁気二色性

项目摘要

SPring-8の円偏光軟X線ビームラインBL25SUに光電子顕微鏡(PEEM)を設置し、磁性薄膜や多層膜をはじめとした微小磁性構造の研究を行った。このビームラインでは、遷移金属の2p内殻吸収領域を含む500-1500eVの範囲で高エネルギー分解能かつ高強度の円偏光を利用することができる。磁化した試料の内殻光吸収スペクトルを円偏光を使って測定すると、円偏光のスピンと磁化が平行なときと反平行なときでスペクトルが異なる。これは、円偏光励起の選択則と励起する内殻軌道のスピン軌道相互作用によって、スピンおよび軌道角運動量選択的に内殻電子が励起されるためである。例えば、遷移金属の2p3/2領域の光を試料に表面すれすれ入射させると、磁化の光スピン方向成分が正か負かによって光吸収強度の大小が決まる。これをPEEMでみると、磁化方向の光スピン成分が像の濃淡として現れることになる。まず、あらかじめSi基板上に電子ビームリソグラフィ法で作成した磁性体薄膜パターンの磁区構造を観察した。形状と大きさの変化に伴い、磁区構造が質的に変化する様子が観察された。磁性体微細構造からの漏洩磁束と構造内部の磁区構造によるエネルギーのバランスでこれが説明できると考え、解析を行っている。次に、料準備槽においてin situで単結晶基板上に磁性体超薄膜をエピタキシャル成長させ、超格子構造を作成した。これを超高真空中を測定槽に移送して磁区構造を測定した。さらに、光エネルギーを変化させながらPEEM像を測定することで、磁気円二色性顕微分光を行った。

光电显微镜（PEEM）安装在Spring-8圆形的X射线束线BL25SU上，并研究了诸如磁性薄膜和多层膜等微磁结构。该梁线可以利用高能分辨率和高强度圆极化在500-1500 eV的范围内，包括过渡金属的2p内壳吸收区域。当使用圆形偏振光测量磁化样品的内壳光吸收光谱时，当圆形偏振光的自旋和磁化是平行且反平行时，光谱会不同。这是因为自旋和轨道角动量通过圆形极化激发的选择规则和激发的内壳轨道的自旋轨道相互作用选择性激发。例如，当过渡金属的23/2区域中的光沿表面入射在样品上时，光吸收强度的大小由磁化的光学自旋方向分量是正还是阴性确定。当在PEEM中查看时，磁化方向的光学自旋组件显示为图像的阴影。首先，通过电子束光刻在SI基板上制备的磁性薄膜模式的结构域结构，并在SI基板上观察到。据观察，随着形状和大小的变化，磁性域结构在质量上变化。我们正在进行分析，因为我们认为这可以通过磁性微观结构的泄漏磁通量与结构内磁域结构引起的能量之间的平衡来解释。接下来，在饲料准备罐中的单个晶体底物上，超薄磁性膜在单个晶体底物上生长，以创建超晶格结构。将其转移到超高真空中的测量箱中，以测量磁性域结构。此外，通过在改变光能的同时测量PEEM图像来进行磁圆形二科主义显微镜。