磁性薄膜の磁気異方性が誘起する表面吸着構造の異方性

本研究では磁性薄膜における表面気体吸着と磁気異方性との相関係数を明らかにすることを目的としている。これまでの研究によって、Co/Pd(111)磁性薄膜は表面にCOを吸着させることにより、3.5-6.5原子層の領域では表面平行方向から垂直方向へのスピン再配列を起こすことを発見した。また、スピン再配列を起こす要因が、COが表面軌道磁気モーメントの平行方向のみを選択的に減少させていることであると明らかにした。その後の研究において、表面吸着構造と表面磁気異方性との相関関係を明らかにするため、X線磁気円二色性(XMCD)とX線光電子分光(XPS)を同一セットアップで測定可能な装置を開発した。それにより、XPSにおける肩構造をもたらすピークが、スピン再配列の本質的な要因であることを明らかに出来た。詳細な表面吸着構造の決定にはX線光電子回折法(XPD)を用いた。この方法は元素選択的に表面吸着構造を決定できる強力な手法であり、装置周りの立ち上げ段階から作業を行なった。そして、CO表面吸着によるCo薄膜スピン再配列は、最も安定な吸着サイトであるatopサイトに吸着している間は行われず、bridgeサイトにCOが吸着するようになって初めて行われることが分かった。CO吸着の過渡期における薄膜の磁気構造を調べるため、分子科学研究所において表面磁気光学Kerr効果(SMOKE)の測定を行った。この実験によってスピン再配列を行う際の連続的な磁気構造変化を観測することが出来、表面平行方向から垂直方向への磁気相転移は始めNeel型の磁壁構造を、途中からはBloch型の磁壁構造を伴って行われることが明らかになった。

本研究では磁性薄膜における表面気体吸着と磁気異方性との相関係数を明らかにすることを目的としている。これまでの研究によって、Co/Pd(111)磁性薄膜は表面にCOを吸着させることにより、3.5-6.5原子層の領域では表面平行方向から垂直方向へのスピン再配列を起こすことを発見した。また、スピン再配列を起こす要因が、COが表面軌道磁気モーメントの平行方向のみを選択的に減少させていることであると明らかにした。その後の研究において、表面吸着構造と表面磁気異方性との相関関係を明らかにするため、X線磁気円二色性(XMCD)とX線光電子分光(XPS)を同一セットアップで測定可能な装置を開発した。それにより、XPSにおける肩構造をもたらすピークが、スピン再配列の本質的な要因であることを明らかに出来た。詳細な表面吸着構造の決定にはX線光電子回折法(XPD)を用いた。この方法は元素選択的に表面吸着構造を決定できる強力な手法であり、装置周りの立ち上げ段階から作業を行なった。そして、CO表面吸着によるCo薄膜スピン再配列は、最も安定な吸着サイトであるatopサイトに吸着している間は行われず、bridgeサイトにCOが吸着するようになって初めて行われることが分かった。CO吸着の過渡期における薄膜の磁気構造を調べるため、分子科学研究所において表面磁気光学Kerr効果(SMOKE)の測定を行った。この実験によってスピン再配列を行う際の連続的な磁気構造変化を観測することが出来、表面平行方向から垂直方向への磁気相転移は始めNeel型の磁壁構造を、途中からはBloch型の磁壁構造を伴って行われることが明らかになった。