電析による磁性金属人工格子の作製と評価

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1.目的異種の金属原子を原子単位で交互に規則的に積層した「金属人工格子」は、通常、分子線エピタキシ-・スパッタリング等の物理気相成長法により作製され、新機能材料の創製あるいは新物質探索を目指して研究開発が急速に進展している。本年度は、常温・常圧で行える液相からの金属相形成法である「電析」による磁性金属人工格子の作製を目指すものである。2.方法・結果および考察本研究は、特に、垂直磁気異方性の発現とその光磁気記録媒体への応用が期待されているPt/Co人工格子の電析による作製を主要な研究目標にした。Pt(111)清浄表面へのCo電析初期過程の反射電子顕微鏡観察を基に、電析Co超薄膜の結晶成長機構に関して検討し、単原子層レベルでの積層構造制御の基礎データを得た。電位制御条件下において電析Co/Pt(111)超薄膜はヘテロエピタキシャルに多核多層同時成長してfcc疑似構造をとり、更に、オージェ電子分光・X線および紫外線励起光電子分光法の併用により電析Pt/Co積層界面における規則化合金相形成の可能性を明らかにした。上記解析結果を基に、原子層のオーダで制御された電析Pt/Co多層膜の多重の積層化を試み、断面透過電子顕微鏡法による超格子構造の直接観察ならびにX線回析の併用により超格子の組成周期構造・積層界面構造を評価した。作製されたPt/Co多層構造は電析の過電圧に依存し、また、その磁化特性は面内磁気異方性を示すものの積層界面構造に依存しており、電析条件を厳密に制御することにより従来の気相成長法に劣らないあるいはより特異な構造・機能を有した磁性人工格子に成り得るものであると考えられる。