イメージング型の深さ分解XMCD法の開発と表面、界面磁性の直接観察

成像型深度分辨XMCD方法发展及表界面磁性直接观测

• 批准号: 15750151
• 负责人: 雨宮 健太
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15750151/
• 关键词: 深さ分解XMCD; 磁性薄膜; 磁気異方性; Cu(100); Ni; Fe; CO; 表面; 深さ分解XMCD法; X線吸収スペクトル; 検出深度; 薄膜; 振動的交換結合

昨年度構築したイメージング型の検出器を用いた深さ分解XMCD測定システムによって,磁性薄膜の磁気異方性に関する研究を行った。まず,Cu(100)表面上に成長したNi薄膜にCO分子を吸着させた場合の表面および内部層の磁気異方性の変化を調べた。この薄膜は9原子層程度を境に,それより薄い場合には面内磁化を,それ以上では面直磁化を示すが,COの吸着によってこの境界が7原子層程度にまでシフトする。深さ分解XMCD測定の結果から,清浄表面では表面層は面内磁化を強く好み,内部層は比較的面直磁化を好むことが明らかになった。これにCOを吸着させると表面層の磁化だけが選択的に減少することがわかり,結果として内部層の影響が大きくなることで上述のような境界膜厚のシフトが起こると説明できる。また,表面層と内部層の吸収スペクトル形状の違いも初めて明らかにした。次に,Ni/Cu(100)薄膜にFeを少しずつ蒸着した場合の磁気異方性を調べた。その結果,Feをわずか0.5原子層蒸着しただけで,面内磁化したある膜厚範囲のNi薄膜において面直磁化への転移が観測され,境界のNi膜厚は6原子層以下まで大幅にシフトした。さらに興味深いことに,続けてFeを蒸着していくと今度はFeが合計1-2原子層になったあたりで面内磁化への転移が起こり,境界のNi膜厚が16原子層以上にまで上昇した。このような劇的な変化の原因を解明するために,深さ分解XMCD測定を行った結果,Fe蒸着によってもともとは面内磁化を強く好むNi表面がその傾向をほぼ失うこと,Feは1原子層以下では面直磁化を強く好むが1原子層を超えるとその傾向は急激に失われることが明らかになり,上述のような2回の磁気異方性転移を定量的に説明することが出来た。

The research on magnetic anisotropy of magnetic thin films was carried out in the past year. In addition, Ni thin films grown on Cu(100) surface are modified by the magnetic anisotropy of the surface and inner layers when CO molecules are adsorbed. The thin film has a 9-layer magnetization and a 7-layer adsorption. Deep decomposition XMCD measurement results show that the surface layer is strong and the inner layer is strong and the inner layer is strong. The magnetization of the surface layer decreases, and the effect of the inner layer increases. The surface layer and the inner layer absorb the light. Secondly,Ni/Cu(100) thin films are characterized by Fe content and magnetic anisotropy. As a result, the Fe film thickness is less than 0.5 atomic layers, and the in-plane magnetization is less than 6 atomic layers. In addition, the thickness of Ni film is more than 16 atomic layers, and the thickness of Ni film is more than 16 atomic layers. The reason for this change is clear. The results of XMCD measurement show that the Fe vapor is strong and the Ni surface is weak. The Fe 1 atomic layer is strong and the Ni surface is weak. The magnetic anisotropy of the above two circuits is explained quantitatively.

项目成果

K.Amemiya 他: "Direct observation of magnetic depth profiles of thin Fe films on Cu(100) and Ni/Cu(100) with the depth-resolved x-ray magnetic circular dichroism"Applied Physics Letters. 84. 936 (2004)

K. Amemiya 等人：“利用深度分辨 X 射线磁圆二色性直接观察 Cu(100) 和 Ni/Cu(100) 上铁薄膜的磁性深度剖面”应用物理快报 84. 936（ 2004）

Direct observation of oscillatory behavior in the surface magnetization of Fe thin films grown on a Ni/Cu(100) film

直接观察 Ni/Cu(100) 薄膜上生长的 Fe 薄膜表面磁化强度的振荡行为

• 发表时间: 2004
• 期刊: Phys.Rev.B 70
• 作者: K.Amemiya;T.Yokoyama et al.
• 通讯作者: T.Yokoyama et al.

Direct observation of surface and interface magnetism with the probing depth-dependent X-ray magnetic circular dichroism technique

利用探测深度相关的 X 射线磁圆二色性技术直接观察表面和界面磁性

• 期刊: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena (in press)
• 作者: K.Amemiya;T.Ohta 他
• 通讯作者: T.Ohta 他

Direct observation of magnetic depth profile with a depth-resolved x-ray magnetic circular dichroism technique

利用深度分辨 X 射线磁圆二色性技术直接观察磁深度剖面

• 期刊: Physica Scripta (in press)
• 作者: K.Amemiya;T.Ohta 他
• 通讯作者: T.Ohta 他

D.Matsumura, K.Amemiya 他: "CO induced spin reorientation transition of Co/Pd(111) studied by XMCD and XPS"Physica Scripta. (in press). (2004)

D.Matsumura、K.Amemiya 等人：“通过 XMCD 和 XPS 研究 CO 诱导的 Co/Pd(111) 自旋重定向转变”Physica Scripta（出版中）。