軽元素スピントロニクス材料におけるＸ線磁気円二色性の解明

轻元素自旋电子材料中X射线磁圆二色性的阐明

基本信息

批准号：
15J07459
负责人：
小出明広
金额：
$ 1.01万
依托单位：
Institute for Molecular Science (2016)Chiba University (2015)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、軽元素スピントロニクス材料におけるK吸収端X線磁気円二色性（K-edge XMCD）の起源を解明し、XMCDを更なる材料開発に活かすことを目的とした。XMCDを得るためにはスピン軌道相互作用（SOI）が必要であるが、軽元素ではSOIが弱いため、そのXMCDの起源は十分理解されていなかった。近年、グラフェンやh-BNを用いたスピントロニクス材料の研究が精力的に行われており、局所的な磁気的情報を得られるXMCDの軽元素への応用は重要である。前年度に拡張した、周囲原子のSOIを取り入れた多重散乱理論を用いて、CrO2におけるO K-edge XMCDの解析を行った。磁性軽元素化合物の多くは強相関電子系を構築するため、K-edge XMCDスペクトルを理解するための適切な標準物質が限られている。その中でCrO2は強磁性ハーフメタルの性質を示し、遍歴的な電子描像で理解出来る部分が多いため扱いやすく、軽元素XMCDスペクトルを理解するための基準物質となると考えた。解析した結果、酸素原子ではなく、周囲のCr原子のSOIが重要であることがわかった。これは前年度に解析したグラフェン/Ni(111)におけるC K-edge XMCDスペクトルと同様の結果であり、軽元素XMCDの特徴であると考えられる。計算したXMCDスペクトルが軌道密度と良く対応することから、「Crの軌道モーメントを酸素が軌道混成を通して受け取る」という描像でXMCD強度が得られることが明らかとなった。これは、従来考えられて来た「Crのスピン分極を酸素が受け取った後、酸素のSOIで軌道モーメントを得る」描像とは異なり、K-edge XMCDの理解に貢献した。

这项研究旨在阐明光元素旋转材料中K-吸收边缘X射线磁性圆形二色性（K-EDGE XMCD）的起源，并利用XMCD来进一步的材料开发。需要自旋轨道相互作用（SOI）才能获得XMCD，但是由于光元素的弱SOI，XMCD的起源尚未完全理解。近年来，对使用石墨烯和H-BN进行旋转材料的研究已经积极进行，并且必须将XMCD应用于光元素，这可以获取局部磁性信息。我们使用多个散射理论分析了CRO2中的O K-EDGE XMCD，该理论融合了上一年扩展的周围原子的SOI。由于许多磁光元件化合物构建了密切相关的电子系统，因此了解K边缘XMCD光谱的适当标准有限。其中，CRO2表现出铁磁半金属的特性，并且易于处理，因为有很多部分可以通过其遗产电子图像来理解，我们认为这将是理解光元素XMCD光谱的参考材料。分析表明，周围Cr原子的SOI，而不是氧原子很重要。这与上一年分析的石墨烯/Ni（111）的C k-edge XMCD光谱相似，被认为是光元XMCD的特征。由于计算出的XMCD光谱与轨道密度很好地对应，因此可以通过描绘“通过轨道杂交获得CR的轨道矩”来获得XMCD强度。这有助于对K边缘XMCD的理解，这与常规构想的“氧气目标接收CR的自旋极化，然后使用氧气SOI获得轨道矩”的图像不同。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Spiin-orbit interaction for transition metal K-edge XMCD

过渡金属 K 边 XMCD 的自旋轨道相互作用

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Koide
通讯作者：
A. Koide

軽元素K-edge XMCDにおける周囲元素の寄与

轻元素K-edge XMCD中周围元素的贡献

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
小出明広;二木かおり;境誠司;藤川高志
通讯作者：
藤川高志

graphene/Ni(111) C K-edge XMCDに対するNi原子のスピン軌道相互作用

石墨烯/Ni(111) C K边XMCD上Ni原子的自旋轨道相互作用

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
小出明広;二木かおり;境誠司;藤川高志
通讯作者：
藤川高志

The effect of spin-orbit interaction on surrounding atoms in XMCD for transition metals

过渡金属 XMCD 中自旋轨道相互作用对周围原子的影响

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Koide;K. Niki;S. Sakai and T. Fujikawa
通讯作者：
S. Sakai and T. Fujikawa

Real-space multiple-scattering theory of XMCD including spin-orbit interaction in scattering process

XMCD实空间多重散射理论，包括散射过程中的自旋轨道相互作用

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
J. Phys. Conf. Ser.
影响因子：
0
作者：
A. Koide;K. Niki;S. Sakai and T. Fujikawa
通讯作者：
S. Sakai and T. Fujikawa

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DOI：
发表时间：
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通讯作者：
境誠司

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通讯作者：
萱場裕貴・北條健太・小野健太・石崎学・金井塚勝彦・近藤慎一・栗原正人・三ツ石方也・松井淳