Correlation between antiphase boundary defects and surface inhomogeneous properties in magnetite films

磁铁矿薄膜中反相边界缺陷与表面不均匀性质的相关性

基本信息

批准号：
21K04824
负责人：
アグススバギョ
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

炭素の吸着は1年目に導入した電子ビーム加熱蒸着装置を用いておこなった．通電加熱法と比較して安定な低いレートでの吸着が可能であり，クラスター状の炭素吸着が少なく，より均一な炭素原子吸着したマグネタイト薄膜表面が作製できた．使用した炭素吸着原はグラファイトロッドであったため，グラッシーカーボンフォイルを吸着原とした通電加熱法と比べて均一性が同程度であった．今後，グラッシーカーボンのロッドを電子ビーム加熱蒸着装置に用いることによりさらにクラスターの少ない炭素吸着が可能と期待できる．電子ビーム加熱蒸着により吸着した炭素のSTS測定をおこなった結果，通電加熱法により吸着させた炭素と同様な局所電子状態を示すことが分かった．磁性体探針を用いたスピン偏極STM/STS測定において，スピン依存トンネル電流が観測されなかった．これは，使用した磁性体探針にスピン偏極トンネル電流の検出能力がなかった可能性もあることに加えて，スピン偏極電子状態を示す炭素吸着が少ないことも考えられる．そこで，炭素吸着をおこなった後に真空加熱の処理を試みた．僅かながら炭素クラスターが減り，炭素吸着上に取得したスピン偏極電子状態を示す炭素吸着が増えた．これは，加熱処理なしの場合は，マグネタイト表面には既に微量な水分子吸着もあるため，加熱により水分子が脱離したためだと考えられる．加熱条件の最適化による改善が期待できる．他の課題である再現性の高いスピン偏極探針の作製において，従来のタングステン探針の先端上に成膜した磁性体や反強磁性体の探針作製の他に，エピタキシャル単結晶Cr反強磁性体膜を微細加工法によるCr単結晶探針の作製も進めてきた．原子分解STM像の取得やAu(111)表面上のSTS測定による探針先端の評価の結果より，スピン偏極トンネル電流の検出が可能なCr単結晶探針が作製できることが分かった．

使用第一年引入的电子束加热蒸发装置进行碳吸附。与当前的加热方法相比，可以以稳定的速率和较小的类似聚类的碳吸附速度产生吸附，从而使具有碳原子吸附的磁铁矿薄膜的均匀表面更均匀。使用的碳吸附剂是石墨杆，因此与使用玻璃碳箔作为吸附剂的当前加热方法相比，均匀性相似。将来，预计通过在电子束加热蒸发装置中使用玻璃碳棒，将可能使用较小的簇吸附。通过电子束加热吸附的碳的STS测量表明，局部电子状态与当前加热方法吸附的碳相似。使用磁探针在自旋极化的STM/STS测量中未观察到自旋依赖性隧道电流。这也有可能无法检测自旋极化隧道电流的能力，而且很少有碳吸附表明自旋极化电子状态。因此，在进行碳吸附后，我们尝试执行真空加热。碳簇略有下降，碳吸附，这表明在碳吸附时获得的自旋偏振电子状态增加。这被认为是因为在没有热处理的情况下，水分子已经在磁铁矿表面吸附了少量的水分子，并且由于加热而导致水分子解脱。通过优化加热条件可以预期改善。在另一个挑战中，除了在传统的钨探针尖端形成的磁性和抗铁磁材料外，我们还一直在使用超级制造方法的制造CR单晶探针来生产高度可再现的自旋探针，除了生产磁性和抗磁磁性材料外，我们还一直在研究CR单晶探针。通过使用Au表面上的STS测量值（111）的STS测量值，可以制造出可检测能够检测自旋偏振隧道电流的CR单晶探针，从原子化的STM图像的获取和探针尖端的评估。