共鳴X線磁気反射率測定による磁性体多層膜の内部構造の解明

通过共振 X 射线磁反射测量阐明磁性多层膜的内部结构

基本信息

批准号：
21K14539
负责人：
山本航平
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Institute for Molecular Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14539/
关键词：
磁性体薄膜

项目摘要

深さ方向に複雑に構成された磁性体薄膜/多層膜は層間の相互作用に起因して多彩な磁性現象を示す。さらに磁性体の応用先として重要な記録媒体などにおいても多層膜構造を利用して有用な特性が実現されている。このような磁性体多層膜の磁性分布の深さ方向の直接観測による、薄膜中おける磁気構造の発現機構を解明するため、軟X線領域におけるXMCDを利用した反射率XMCD法による測定装置を分子研UVSOR BL4Bに設置し、テスト試料に対して実験を行った。測定セットアップは2軸の反射率計となっており、それと独立して動く永久磁石による磁場印可機構が備わっており、試料に対して面内、面直方向の磁場をかけることができる。昨年度までＸ線の検出はフォトダイオードによって行っていたが、本年度ではエネルギー分別可能なシリコンドリフトディテクターを導入し、基板からの蛍光X線の影響を排除し高角側の小さい信号を得られるようになった。磁場は0.35T程度であり、測定は室温で行った。試料の磁性層はCoFeBであり、キャップ層、下地層などによる振動構造が得られたとともに、XMCDに対応する差分であり、シミュレーションによる結果との一致が見られた。Co L吸収端にわたって同様の測定を行っており、XAS/XMCDスペクトル情報と反射率による構造情報との複合的な解析を行っている。さらに実験室系の硬X線での反射率測定を行い、構造情報を得たので、それと軟X線から得られる磁性情報と合わせた分析をすすめている。

磁性薄膜/多层膜是在深度方向上复杂构造的，它由于层之间的相互作用而表现出各种磁现象。此外，使用多层膜结构在记录介质中还具有有用的属性，这对于磁性材料的应用至关重要。为了通过直接在深度方向上观察磁性多层膜的磁分布来阐明薄膜中磁结构的机理，将使用XMCD的测量装置安装在软X射线区域中的测量装置，并在分子研究所UVSOR BL4B中安装，并在测试样品上进行了实验。测量设置是两轴反射计，并使用具有独立移动的永久磁体具有磁场应用机理，从而使磁场可以在平面中应用于样品并垂直于平面。直到去年，使用光电二极管进行了X射线检测，但是今年引入了能量隔离的硅漂移检测器，消除了底物的荧光X射线的影响，从而使小信号在高角度侧获得。磁场约为0.35T，在室温下进行测量。样品的磁层为COFEB，并使用盖层，底层等获得振动结构，并且差异与XMCD相对应，并且与模拟的结果一致。在Co L吸收边缘进行了相同的测量，并根据反射率对XAS/XMCD光谱信息和结构信息进行了复杂分析。此外，由于使用实验室系统中的硬X射线进行了反射率测量以获取结构信息，因此我们正在促进分析与从软X射线获得的磁性信息结合使用。