放射光を用いた低次元ナノ磁性体の特異な磁性の電子論的解明

使用同步辐射对低维纳米磁性材料的独特磁性进行电子阐明

• 批准号: 09J02032
• 负责人: 上野 哲朗
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J02032/
• 关键词: 磁性; 磁気異方性; 薄膜; X線磁気円二色性; 電子線回折; 走査型トンネル顕微鏡; 第一原理計算; 放射光

本研究課題では低次元ナノ構造磁性体の特異な磁性を電子状態と原子構造の観点から解明するため、実験と電子状態計算、実験装置の整備などを行ってきた。本年度はビームラインに接続した走査型トンネル顕微鏡の整備と、これまでに得た研究成果の発表を中心に行った。本年度に行った具体的な研究内容は次の通りである。(1)装置整備に関しては、広島大学放射光科学研究センターの軟x線ビームラインHiSOR-BL14に走査型トンネル顕微鏡(STM)装置を接続した。このSTM装置を用いて鉄を微量蒸着した金(111)表面の観察を行ったところ、室温での測定においても鉄の形成するナノ構造の形状を峻別できるほど充分な空間分解能でSTM像が得られることがわかった。今後、表面ナノ構造の実空間観察と放射光分光実験を組み合わせた研究を展開することができる。(2)低次元ナノ構造磁性体に関連した物質系として鉄パラジウム超薄膜の磁気異方性と原子構造の研究を行った。計算プログラムを工夫して低速電子線回折による原子構造解析の精度を向上させた。その結果、パラジウム(001)上の鉄超薄膜の示す面直磁気異方性が、強い一軸磁気異方性を示す鉄パラジウム合金と同様の結晶構造に起因していることが分かった。またわずかな格子定数の変化によって磁気異方性が面直から面内方向に変化することが分かった。これらは格子定数を制御することによって磁気異方性を制御できる可能性を示唆している。この研究について、性格の異なる4件の会議(真空紫外・X線国際会議、磁性と磁性体に関する会議、米国物理学会など)で発表を行い議論した。

This research topic is about the special magnetic properties of low-dimensional magnetic materials, the calculation of electronic states of atomic structures, and the preparation of equipment. This year, the Center for Research and Development of Micromirrors was launched. This year's specific research content is not clear. (1)Equipment development related to Hisor-BL14, a research type micro-mirror (STM) device, was established at Hiroshima University's Radiation Science Research Center. The STM device uses micro-evaporation of iron to observe the surface of gold (111), and the measurement of iron formation at room temperature. In the future, the study of surface structure, spatial observation and radiation spectroscopy will be carried out. (2)Research on magnetic anisotropy and atomic structure of ultra-thin films related to low-dimensional magnetic materials The calculation time of atomic structure analysis is improved due to the low speed electron line inversion. The results show that the in-plane direct magnetic anisotropy and the strong uniaxial magnetic anisotropy of the Fe superfilms on the Si (001) alloy are the causes of the crystal structure of the Fe superfilms. The number of lattice changes and the magnetic anisotropy change in the in-plane direction The possibility of controlling magnetic anisotropy is shown in this paper. Four conferences on research and personality differences (International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray, Conference on Magnetism and Magnetic Materials, American Physical Society) were held.

项目成果

Magnetism and atomic stuctures of ultrathin Fe and Pd/Fe films on Pd(001)

Pd(001) 上超薄 Fe 和 Pd/Fe 薄膜的磁性和原子结构

• 发表时间: 2009
• 作者: M.Sawada;T.Ueno;T.Tagashira;H.Namatame;M.Taniguchi;北川宗典;北川宗典;上野哲朗;北川宗典;上野哲朗;北川宗典;上野哲朗;Munenori Kitagawa;上野哲朗;北川宗典;上野哲朗;上野哲朗
• 通讯作者: 上野哲朗

Magnetic anisotropy of monatomic Co layers on Pd(001) studied by soft X-ray magnetic circular dichroism

软X射线磁圆二色性研究Pd(001)上单原子Co层的磁各向异性

• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena
• 影响因子: 1.9
• 作者: M.Sawada;T.Tagashira;K.Furumoto;T.Ueno;A.Kimura;H.Namatame;M.Taniguchi
• 通讯作者: M.Taniguchi

XMCD experimental station optimized for ultrathin magnetic films at HiSOR-BL14

XMCD 实验站针对 HiSOR-BL14 的超薄磁性薄膜进行了优化

• 发表时间: 2010
• 期刊: AIP Conf.Proc. (掲載決定)
• 作者: M.Sawada;他4名
• 通讯作者: 他4名

Correlation of Magnetic Anisotropy with Interface Structure of Fe/Pd Monatomic Film Systems

Fe/Pd 单原子薄膜体系磁各向异性与界面结构的相关性

• 发表时间: 2011
• 作者: M.Sawada;T.Ueno;T.Tagashira;H.Namatame;M.Taniguchi;北川宗典;北川宗典;上野哲朗;北川宗典;上野哲朗
• 通讯作者: 上野哲朗

Pd(001)上のFe及びPd/Fe超薄膜の磁気異方性

Pd(001)上Fe和Pd/Fe超薄膜的磁各向异性

• 发表时间: 2010
• 作者: M.Sawada;T.Ueno;T.Tagashira;H.Namatame;M.Taniguchi;北川宗典;北川宗典;上野哲朗;北川宗典;上野哲朗;北川宗典;上野哲朗;Munenori Kitagawa;上野哲朗;北川宗典;上野哲朗
• 通讯作者: 上野哲朗