Multiscale 3D Magnetic Imaging with reflection-mode soft x-ray absorption spectroscopy

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本研究の目的は，微小領域におけるスピンの空間分布および化学結合状態の空間分布を，試料を加工することなくその場観察するため，反射型軟X線吸収分光(XAS) 法を用いた新しいマルチスケール三次元磁気イメージング法を開発することである。2022年度は「反射型XAS磁気イメージングとスペクトル解析法の開発」を実施した。テスト試料としてCoマイクロ細線を作製した。ピンホールで2μmに絞った軟X線ビームを試料表面に照射し，反射像を軟X線カメラに投影しイメージ画像を得た。同時にCoL吸収端付近で軟X線エネルギーを掃引し，反射型XASスペクトルを得た。さらに円偏光軟X線を用い，反射型XASXASの左右円偏光応答の差分を得ることで，Coマイクロ細線の反射型X線磁気円二色性(XMCD)スペクトルと二次元磁気マッピングを得ることができた。一方で反射型XAS/XMCDスペクトルをシミュレーションするためには，吸収端での異常散乱を考慮して光学定数を導出する必要がある。そこでKramers-Kronigの関係式から光学定数を導出し，導出した光学定数から多重反射を計算することで，最適な深さ分布モデルを得る一連のシミュレーションプログラムを新たに作製した。