スピン偏極ＳＴＭとＸＭＣＤによる窒化鉄ナノ磁性体の磁気異方性の解明

利用自旋极化 STM 和 XMCD 阐明氮化铁纳米磁性材料的磁各向异性

基本信息

批准号：
15J10476
负责人：
高橋文雄
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
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

Cu(001)基板上に作製された原子層鉄窒化物Fe4Nにおける構造と電子・磁気状態および磁気異方性との関係を探るため、まずは過去に例のない良質な単原子層膜の作製法確立を目指した。放射光施設UVSOR BL-4BにおいてX線吸収/磁気円二色性(XAS/XMCD)測定を行い、アニール温度と試料磁化の大きさとの関係を調べた結果、アニール温度が低い試料においては、それが高い試料に比べてFe原子のスピン磁気モーメント(Mspin)が半分程度に低下することが分かった。さらに走査トンネル顕微鏡/分光法(STM/STS)を用いてアニール温度差による表面構造および電子状態の違いを原子分解能で詳細に調べると、アニール温度が低い試料の表面にはFe原子点欠陥が少量見られ、またその欠陥周りでは欠陥の大きさの何倍もの領域に渡って電子状態が変調されていることが分かり、試料の平均的磁性の大幅な低下との関連性が示唆された。複数原子層Fe4N/Cu(001)の成長様式と、その構造・次元性と電子・磁気状態との関係を探った研究では、STM実験から単原子層の次に安定かつ表面に大面積でできるFe4Nは三原子層であることが分かった。さらなるXMCD測定により、Fe原子のMspinは単原子層から三原子層Fe4Nへと膜厚を増やすと大きく増加することが分かった。その物理的起源を探るため、Cu(001)基板上の単原子層および三原子層Fe4Nに対して、原子サイトごとの局所状態密度計算および磁気モーメント計算を行った。その結果、Fe原子の磁気モーメントは原子サイトの配位および環境に非常に敏感であることが分かり、実験結果をよく説明した。以上の結果、今まで良質な試料が得られてこなかった原子層膜Fe4N/Cu(001)の初めての作製に成功し、そのミクロな構造とマクロな電子・磁気状態との関係解明に至った。

为了探索在Cu（001）底物上制造的原子层铁Fe4n的结构之间的关系，该公司旨在建立一种制造高质量的单铝膜的方法，这些方法从未见过。对UVSOR BL-4B同步辐射设施进行了X射线吸收/磁循环二色性（XAS/XMCD）测量，并研究了退火温度与样品磁化磁化强度之间的关系，并且在较低的温度下（Mspin ins Spsin ins Spsin conde），并发现样品中的样品中的样品（Msspin ins Spyer ins iS iS）是对磁力的高度（MSPIN）的速度，是MSPIN的磁力（mspin ins sspin ins Spsin）。温度。此外，当使用原子分辨率扫描隧穿显微镜/光谱法（STM/ST）时，由于使用原子分辨率在退火温度差异而导致的表面结构和电子状态的差异时，发现少量的Fe原子缺陷是在围绕电子温度的范围较低的样品表面上建立的，并且该区域的范围很高，并且该区域的范围是多个范围的，并且该区域的范围是许多次数的范围。与样品的平均磁性显着下降有关。在探索多原子层Fe4n/Cu（001）的生长模式及其与其结构和维度的关系以及电子和磁状态的关系中，STM实验表明，Fe4n是稳定的，可以用大面积在表面上制成的Fe4n是三区的层。进一步的XMCD测量表明，当膜厚度从单层到三层FE4N增加时，Fe原子的MSPIN显着增加。为了探索其物理起源，在铜（001）底物上的单原子和三层层Fe4n上的每个原子位点进行了状态的局部密度和磁矩计算。结果表明，Fe原子的磁矩对原子位点的配位和环境非常敏感，实验结果得到了很好的解释。上述结果，我们成功地制造了第一层原子层Fe4n/Cu（001），该层无法获得高质量的样品，并能够阐明其微结构与宏观电子和磁状态之间的关系。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

化合物系での走査トンネル顕微鏡測定における軌道選択的トンネル現象

复合系统扫描隧道显微镜测量中的轨道选择性隧道现象

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
高橋文雄，家永紘一郎，河村紀一，宮町俊生，小森文夫
通讯作者：
高橋文雄，家永紘一郎，河村紀一，宮町俊生，小森文夫

Inherent orbital-selective tunneling in a STM measurement

STM 测量中固有的轨道选择性隧道效应

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Takahashi;K. Ienaga;N. Kawamura;T. Miyamachi;A. Ernst and F. Komori
通讯作者：
A. Ernst and F. Komori

走査トンネル顕微鏡法における軌道選択的トンネル現象

扫描隧道显微镜中的轨迹选择性隧道现象

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Nakashima;T. Miyamachi;F. Komori;小川智大，酒井洋徳，藤井康裕，是枝聡肇，谷口博基;大脇将太，松岡岳洋，久米徹二，佐々木重雄;相馬　清吾;高橋文雄，家永紘一郎，河村紀一，宮町俊生，小森文夫
通讯作者：
高橋文雄，家永紘一郎，河村紀一，宮町俊生，小森文夫

Influence of atomic-scale disorder on ferromagnetism of monatomic-layer iron nitride

原子尺度无序对单原子层氮化铁铁磁性的影响