圧力下XMCD分光によるスピンと軌道磁気モーメントを分離したPt磁性の研究

利用 XMCD 光谱在压力下分离自旋和轨道磁矩研究 Pt 磁性

• 批准号: 16740203
• 负责人: 石松 直樹
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740203/
• 关键词: 圧力; FePt合金; X線磁気円二色性; 放射光; 磁気光学総和則; 磁気異方性; Fe-Pt合金

平成17年度は,大型放射光施設SPring-8での共同利用実験を2回行い,L1_0型FePt合金のPt磁性を10Tでの高磁場下で,その圧力変化をPt-L_<2,3>吸収端でのXMCD(磁気円二色性)から調べた.圧力下XMCD実験では昨年度の予算で購入した超伝導マグネット用小型ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた.昨年の実験では試料の印可磁場が1.3Tと小さかったために,試料が飽和磁化に至らなかったが,今年度の実験では10Tの磁場によって圧力下でもそれが可能となった.試料の磁化を十分飽和させた結果,20GPaまでの圧力では,FePtの結晶格子のc/a比が0.965から0.97へ上昇し,その体積が93%に減少している反面,Pt磁性を現すXMCD強度はほとんど変化しない結果が得られた.この結果はFePtの強磁性が極めて安定であることを示す.Pt磁性がFe3dのスピン偏極から誘起されるものと考えると,FeとPtの磁気状態の両方が圧力下で変化しないといえる.さらに,大きな軌道磁気モーメントを発現させるPtのスピン-軌道相互作用も格子の変形に強く依存しないことが考えられ,これはPt磁性特有な特徴である.一方で,規則構造(L1_0)と不規則構造(fcc)のFePt合金を比較した場合,そのPt磁性に明らかな変化が見られる.このことから,L1_0の大きな磁気異方性にはFeとPtの(001)面が交互に積層する結晶構造が鍵ではないかと考えられる.高磁場(>10T),高圧(>20GPa)に低温(<4K)を加えた極端条件でのXMCD測定のツールとして超伝導マグネット用小型DACをテストした.その結果,このDACは温度変化に伴う圧力変化がないため,これまでより簡便に極端条件下でのXMCD測定が可能となった.このため,FePt以外にも様々な磁性材料の極端条件下XMCD測定が予定されており,今後の発展が期待される.

2005年，我们在较大的同步子辐射设施弹簧-8进行了两个联合实验，并研究了L1_0型Fept合金在高磁场下的Pt磁性，并根据XMCD（磁性圆圈二分法）在PT-L_ <2,3>吸收边缘确定压力变化。在压力下的XMCD中，我们使用了一个小钻石砧室（DAC），用于去年预算中购买的超导磁铁。在去年的实验中，试样的施加磁场小于1.3t，因此试样未达到饱和磁化。但是，在今年的实验中，由于磁场为10T，这可能是可能的。由于样品的磁化饱和，在压力最高为20GPA时，FEPT晶格的C/A比从0.965增加到0.97，而FEPT的体积降低到93％，但XMCD强度却不改变。该结果表明，FEPT的铁磁性非常稳定。考虑到PT磁性是由Fe3D的自旋极化引起的，因此可以说Fe和Pt的磁态在压力下都不会变化。此外，人们认为产生大轨道磁矩的PT的自旋轨道相互作用也不取决于晶格的变形，这是Pt磁性的特征。另一方面，当将富集合金与有序结构（L1_0）和不规则结构（FCC）进行比较时，PT磁性有明显的变化。这表明Fe和Pt的（001）平面交替地堆叠在L1_0的大磁各向异性中。超导磁体的晶体结构被认为是钥匙。我们在极端条件下测试了一个小型DAC，以作为XMCD测量的工具，其中高磁场（> 10T），高压（> 20GPA）应用于高温（<4K）。结果，由于该DAC不会因温度变化而导致的压力变化，因此在极端条件下可以比以前更容易地测量XMCD。因此，计划对除FEPT以外的各种磁性材料进行XMCD测量，并预计将来的发展。