Detection of ferromagnetic resonance and control of magnetization by spin-resolved scanning tunneling microscopy

自旋分辨扫描隧道显微镜检测铁磁共振和磁化控制

基本信息

批准号：
22K14598
负责人：
土師将裕
金额：
$ 2.91万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究はスピン分解走査トンネル顕微鏡を用いて、ナノサイズ磁性体の磁気共鳴測定及びその操作を目指すものである。昨年度は主に、試料作製に取り組んだ。当初は鉄及びコバルトの合金を用いたナノサイズアイランド構造を用いる予定であった。しかしながら、印加可能なマイクロ波の上限周波数と照らし合わせた場合、磁気異方性が想定よりも高く、実現困難であることが判明した。そこで、より磁気異方性の小さなファンデルワールス磁性体である3臭化クロムもしくは3塩化クロム薄膜を用いるよう方針を変更した。超高真空内蒸着装置の作製を行い、金属や半導体など様々な基板上に成長させた。本研究により、最も高品質な薄膜を作製するためには、炭化珪素上に形成された数層グラフェンを用いることが最適であることを見出した。本年度は、まずスピン分解顕微鏡用探針を用いて、3臭化クロム単層薄膜及び3塩化クロム単層薄膜の磁気特性の測定を行う。面直及び面内の磁化曲線から、磁気容易化軸及び異方性磁場の大きさを測定する。測定した異方性磁場の大きさから、共鳴周波数の見積もりを行う。先行研究から推測すると、10GHzから15GHzの周波数で共鳴が引き起こされることが期待される。マイクロ波印加のために、高周波対応ケーブルを極低温走査トンネル顕微鏡システムに組み込む必要があるが、そのセットアップは既に完了しているため、上記の磁化測定が終わり次第、マイクロ波印加による強磁性共鳴観測に取り組む予定である。

这项研究旨在使用自旋分辨扫描隧道显微镜对纳米磁性材料进行磁共振测量和操纵。去年我们主要做样品制备工作。最初，计划使用铁钴合金的纳米岛结构。然而，当与可应用的微波上限频率进行比较时，发现磁各向异性高于预期，使其难以实现。因此，我们改变策略，使用三溴化铬或三氯化铬薄膜，它们是磁各向异性较小的范德华磁性物质。我们创建了一种超高真空蒸发装置，并将其生长在金属和半导体等各种基材上。通过这项研究，我们发现使用碳化硅上形成的多层石墨烯是生产最高质量薄膜的最佳选择。今年，我们将首先使用自旋分辨显微镜探针测量单层三溴化铬薄膜和单层三氯化铬薄膜的磁性能。磁化轴和各向异性磁场的大小是从垂直和面内磁化曲线测量的。谐振频率是根据测量的各向异性磁场的大小来估计的。从以往的研究来看，预计在10GHz到15GHz之间的频率会引发谐振。为了应用微波，需要将高频兼容电缆纳入低温扫描隧道显微镜系统，但由于设置已经完成，因此只要进行上述磁化测量，就可以进行使用微波应用的铁磁共振观察我们计划就此开展工作。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Magnetic properties studied by scanning tunneling microscopy combined with radio frequency

扫描隧道显微镜结合射频研究磁特性

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sato Yudai;Haze Masahiro;Nemoto Ryohei;Qian Wenxuan;Yoshizawa Shunsuke;Uchihashi Takashi;Hasegawa Yukio;Masahiro Haze
通讯作者：
Masahiro Haze