ブリルアン散乱による金属人工格子の磁性・弾性の研究

利用布里渊散射研究金属人工晶格的磁性和弹性

基本信息

批准号：
03240204
负责人：
吉原章
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03240204/
关键词：
金属人工格子ブリルアン散乱表面弾性波スピン波

项目摘要

[弾性研究] At/Co,Au/Co多層膜(東大先端研)とCu/Ni人工格子(関西学院大)について、表面弾性波の測定を行い、金属人工格子における異常力学物性を議論した。Cu/Ni人工格子では、積層周期20A付近でヤング率の異常増大が報告されているにも拘らず、ブリルアン散乱から求められた横波弾性率(C44)には、全く積層周期依存性が観測されなかった。Ag/CoとAu/Co多層膜では、積層周期が短くなるにつれ弾性定数C44の減少が観測された。Ag/Coでは、周期70A以下ではC44の減少が止まるのに対し(〜15%)、Au/Co多層膜では、積層周期20AでもC44の減少傾向(〜33%)が観測された。[磁性研究] PtMnSb/CuMnSbとFe/Cr多層膜(東北大金研)について、スピン波の測定を行った。併せて、これらの実験結果を解釈するために、2種類の任意の磁性体と非磁性体から構成された人工格子について、バルクスピン波の振動数を与える一般式を導出した。PtMnSbは室温で強磁性体があるが、CuMnSbは55Kに反強磁性相転移を持つ。PtMnSb(100A)/CuMnSb(10,50,100A)多層膜について、反強磁性相転移温度近傍でのスピン波の振舞いを詳細に調べた。20Kと120Kの間で、スピン波振動数に〜6%の増加が観測された。この増加は秩序変数型の温度変化を示す。CuMnSb層の反強磁性磁気秩序の形成にともない、部分格子磁化に比例した有効異方性磁場が強磁性層に誘起された効果として解釈できる。Fe(30A)/Cr(dCr)多層膜では、Cr層を介在したFe層間のRKKY型交換相互作用により、多層膜に巨視的磁気構造が形成される。交換相互作用が反強磁性型(dCr=12A)と強磁性型(20A)の多層膜について、スピン波スペクトルの計算と測定を行った。理論計算によれば、反強磁性構造のスペクトルには2組のピ-クが、強磁性構造では1組のピ-クが期待される。強磁性型試料については、理論と実験のよい一致が得られた。一方、反強磁性型試料については、高磁場下での強制強磁性状態では理論から期待される1組のピ-クが観測されたが、巨視的反強磁性構造が実現されていると思われる低磁場領域では、明瞭なスピン波ピ-クの観測には成功しておらず、測定が進行中である。

[弹性研究] AT/CO，AU/CO多层膜（东京大学高级技术研究所）和Cu/Ni人工晶格（Kansai Gakuin University）测量了表面声波，讨论了金属人工晶格的异常机械特性。在Cu/ni人造晶格中，在20a的堆叠期围绕年轻的模量时未观察到晶格期的晶格依赖性，在横向波弹性模量（C44）中未观察到晶格依赖性的晶格依赖性（C44）。在Ag/Co和Au/Co多层膜中，观察到弹性常数C44随着层压周期变短，弹性常数C44会减小。在AG/CO中，C44的减少在低于70a（〜15％）的周期中停止，而在AU/CO多层膜中，即使在20A以下（〜33％）的周期中，C44（〜33％）的降低也会下降。 [磁研究]在PTMNSB/CumnsB和Fe/Cr多层膜（Tohoku Taiken）上进行了自旋波测量。此外，为了解释这些实验结果，得出了由两种类型的磁性和非磁性材料组成的人工晶格的大量自旋波的通用公式。 PTMNSB在室温下具有铁磁材料，而CumnsB的抗铁磁相变为55K。详细研究了PTMNSB（100A）/CumnsB（10,50,100A）多层膜的抗铁磁相变温温度附近的自旋波的行为。在20K和120K之间观察到自旋波频率的增加〜6％。这种增加表示温度变化的订单变量类型。随着CumnSB层中抗铁磁磁序的形成，有效的各向异性磁场与部分晶格磁化成正比可以解释为铁磁层中诱导的效果。在Fe（30a）/CR（DCR）多层膜中，由于与CR层插入的Fe层之间的Rkky型交换相互作用，在多层膜上形成了宏观磁性结构。计算自旋波光谱，并测量具有抗铁磁（DCR = 12A）和铁磁（20A）交换相互作用的多层膜。根据理论计算，预计在抗铁磁结构的范围内，预计有两对选片，并且在铁磁结构中期望一对挑选。对于铁磁样品，获得了理论与实验之间的良好一致性。另一方面，对于抗磁样品，观察到在高磁场下强迫铁磁状态的理论预期的一组峰，但是在据信宏观抗抗铁磁结构的低场区域中，据信已实现了巨大的抗铁磁结构，目前尚未观察到透明的自旋峰。