スピン偏極トンネル分光走査顕微鏡法による表面原子磁性の研究

自旋极化隧道光谱扫描显微镜研究表面原子磁性

基本信息

批准号：
04J07181
负责人：
山田豊和
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Gakushuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J07181/
关键词：
スピンスピントロニクストンネル顕微鏡分光磁性表面針

项目摘要

スピン偏極トンネル分光走査顕微鏡法を用いた研究を行う上で最大の関心点は、磁性探針を如何に制御するかにある。超高真空中で磁性鉄薄膜をタングステン探針に蒸着したものを磁性探針として使用してきている。この針の磁化方向を直接探る研究はなされていない。そこで理論的にスピン偏極度の既知であるGaAsからの光励起スピン偏極電子をこの磁性探針ベトンネル注入させ、探針先端の偏極度を探った。磁性探針で得たスピン偏極走査トンネル分光曲線から、光のヘリシティ依存性を確認できた。これより単純な解釈から磁性探針先端の偏極度を求めたが、これは以前に我々がマンガン膜上の結果より求めた値より大きかった。さらに、解析を進めるにつれGaAs内部の光励起スピン偏極電子の生成の解釈が問題となってきている。また、磁性探針からの電界放出電子のスピン偏極度をMott検出器でとらえることも試みたが、この際は探針の清浄化がうまくいかず電界放出電子量が不安定で信頼できる結果は得られなかった。そこで電界放射顕微鏡装置を作成し、如何に針を大気中で作成し真空中で加熱等の処理を行えば、清浄で且つ(110)面が析出でき、針の径を変えることができるかの条件を得た。一方、これらの磁性探針の研究と同時に重要なのは、信頼できる磁性試料の作成である。これまで鉄ひげ単結晶上のマンガン膜を使用してきたが、使用してきた鉄ひげ単結晶の酸化と歪みが増加してきたため、鉄ひげ単結晶作成装置を自作した。この装置を現在動かし信頼できる単結晶が作成できるようにテストを行ってきている。また、試料を電子衝撃法により高温まで加熱できる試料ホルダーはなかったため、試行錯誤の末、リーク電流の流れない安定した試料ホルダーを自作した。評価した磁性探針を用いてく既知の磁性試料上で測定を行い、スピン偏極トンネル分光走査顕微分光法で何を得ているのかをより正確に知ることができる。

使用自旋偏振隧道光谱显微镜研究的研究重点是如何控制磁探针。磁铁薄膜沉积在超高真空中的钨探针上，并已用作磁探针。没有直接进行研究以研究该针的磁化方向。因此，从理论上已知具有自旋极化程度的GAA的光激发自旋偏振电子，并向该磁探针betunnel注射，以研究探针尖端的极化度。可以通过磁探针获得的自旋扫描隧道光谱曲线来确认光的螺旋依赖性。我们从更简单的解释中计算出磁尖端的极化，该解释比以前从先前在锰膜上获得的结果确定得出。此外，随着分析的进行，GAAS中光激发自旋偏振电子的产生的解释已成为一个问题。我们还试图用Mott检测器捕获从磁探针中磁场发射电子的自旋极化，但是在这种情况下，探针的清洁良好，场发射电子的量不稳定，因此无法获得可靠的结果。因此，制备了场发射显微镜，并获得了条件，以确定针对大气中的针形准备并在真空等中加热，以便可以沉积（110）表面并可以更改针的直径。另一方面，对这些磁探针的研究是创建可靠的磁性样品。直到现在，我已经在铁晶器单晶上使用了锰膜，但是随着我使用的铁晶须单晶的氧化和应变已经增加，我制造了自己的铁晶晶石单晶制造装置。目前正在运行和测试此设备以创建可靠的单晶。此外，由于没有样品持有人可以通过电子冲击方法将样品加热到高温，因此经过反复试验，我制作了一个稳定的样品持有人，该样品持有人不会以泄漏电流的方式流动。使用评估的磁探针对已知的磁样品进行测量，并且可以更准确地知道自旋极化隧道光谱微光谱镜检查获得的内容。