内部転換電子法メスバウァー効果によるFe系金属多層膜の超微細磁気構造の解析

利用内转换电子法穆斯堡尔效应分析铁基金属多层薄膜的超精细磁结构

基本信息

批准号：
07750725
负责人：
土井正晶
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

分子線エピタキシ-(MBE)装置を使用してfcc-Fe人工格子を作製した。Cu(001)単結晶基板上に高純度CuとFe原子を交互に20層積層させることによってエピタキシャル多層膜を作製した。Feに関してはメスバウァースペクトルの分解能を上げるために^<57>Feをドープした蒸着源を用いた。X線回析を使って膜の評価(結晶構造、人工周期性、歪量など)を行った。この多層膜の磁気測定をVSMおよびSQUIDを用いて測定し、平均の飽和磁化を測定した。メスバウァー効果の測定は従来の透過型の測定系では基板が厚いためにスペクトルを得ることが困難となるので内部転換電子(conversion electron)を検出する反射型の測定系を用いた。メスバウァースペクトルは界面と内部のFe成分に分けて非線形の最小自乗法によるフィッテイングにより解析した。この解析結果より得た各成分の超微細パラメーター(内部磁場、アイソマ-シフト、四重極分裂)とスペクトルの強度比および体積分率よりFe層中のFe原子の磁気モーメントの大きさおよび磁気構造を明らかにした。その結果、試料中に内部磁場が320kOeのhigh spin stateとO kOeの low spin stateの2相が共存していることがわかった。fcc-Feのhigh spin stateと low spin stateはその原子容に依存し、磁気体積効果に起因すると考えられ、Cuと同じ原子容とそれより小さい原子容のFeが共存していることになる。これら2相の体積分率は基板表面の平坦性に依存していると考えられるため、基板平坦性との関係を検討していく必要がある。また磁化測定の結果から磁化の温度変化も検討する必要があることがわかったため、低温(4.2K)でのCEM測定を行う必要がある。今後、低温でのCEM測定を検討し、各成分のFe原子の磁気モーメントの大きさおよび磁気構造をさらに明らかにする予定である。

使用分子束外延（MBE）装置制造FCC-FE人工晶格。通过在Cu（001）单晶底物上交替堆叠20个高纯度Cu和Fe原子来制备外延多层膜。对于FE，使用掺杂 ^<57> Fe的沉积源用于增加摩斯鲍尔频谱的分辨率。使用X射线衍射评估膜（晶体结构，人工周期性，应变量等）。使用VSM和鱿鱼测量该多层膜的磁性测量值，以测量平均饱和度磁化。在传统的传输类型测量系统中，由于厚基板的厚度很难获得频谱，因此使用了检测内部转换电子的反射类型测量系统。通过使用非线性最小二乘法拟合分为界面和内部FE组件，分析了Mossbauer光谱。阐明了每个组件的超铁参数（内部磁场，异构体移位，四极裂变）以及光谱的强度比和体积分数，以揭示Fe层中Fe原子的磁矩的幅度和磁性结构。结果，发现样品中的两个相共存：一个高自旋状态，内部磁场为320 KOE和具有O KOE的低自旋状态。 FCC-FE的高自旋态和低自旋状态取决于它们的原子体积，被认为是由于磁性体积效应所致，这意味着与Cu相同的原子体积和较小的原子体积是共存的。由于这两个阶段的体积分数被认为取决于底物表面的平坦度，因此有必要检查与底物平坦度的关系。此外，磁化测量结果表明必须考虑磁化的温度变化，因此必须在低温（4.2K）下进行CEM测量。将来，我们将在低温下研究CEM测量值，以进一步阐明每个成分Fe原子的磁矩的幅度和磁性结构。