レーザー誘起磁気円二色性STMの開発

激光诱导磁圆二色性STM的研制

基本信息

批准号：
20651034
负责人：
横山利彦
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Institute for Molecular Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20651034/
关键词：
磁気記録表面・界面物性量子ドット STM 磁気円二色性

项目摘要

本研究は、ごく最近研究が行われ始め優れた成果を収めているレーザー誘起STMや放射光誘起STMを磁気円二色性に応用し、これまで知られていなかった全く新しいタイプの原子レベルの高空間分解能を有する磁気顕微鏡である、レーザー誘起磁気円二色性STMの実現可能性を探ることが目的であった。成功すれば空間分解能的に磁気円二色性光電子顕微鏡をはるかに勝ることとなり、画期的な磁気顕微鏡である。汎用的な装置としての波及効果は甚大であり、革新的なブレークスルーとなり得るものである。21年度は20年度に購入した紫外半導体レーザー(375nm,16mW)と円偏光発生用の光学系を現有の超高真空極低温STM装置に組み込んだ。試料は垂直磁化を呈し多磁区構造が観測されるCo/Pd(111)とし、左右円偏光照射下でのSTM像の差を観測することを試みた。測定温度はさしあたり室温とした。超高真空下でArイオンスパッタリングとアニーリングを繰り返すことで清浄化したPd(111)単結晶表面にCoを0.2～1原子層程度蒸着して試料とした。通常のトポロジカルなSTM観測によりCoは単層ナノ粒子あるいは1層薄膜であることが確認できた。光照射ON/OFFではSTM像の差異も観測できたが、これはCoとPdの仕事関数の差異が原因であると考えられる。左右円偏光照射でのCoの磁性に由来する差異は、残念ながら大きな差異は観測できなかった。しかしながら、STMのノイズ軽減等の点で引き続き検討する価値があり、研究期間は終了したが、来年度も現有設備を用いて検討を継続する。

这项研究将最近开始研究并取得优异成果的激光诱导STM和同步辐射诱导STM应用于磁圆二色性，并创造了一种以前未知的全新类型的原子级现象。旨在探索激光诱导磁圆二色性STM（一种高空间分辨率磁显微镜）的可行性。如果成功，这将是一款革命性的磁力显微镜，在空间分辨率方面远远优于磁圆二色性光电子显微镜。作为通用设备，连锁反应将是巨大的，它可能是一个创新突破。 2021财年，我们将2009财年购买的紫外半导体激光器（375 nm，16 mW）和用于产生圆偏振光的光学系统整合到现有的超高真空低温STM设备中。样品为Co/Pd(111)，具有垂直磁化和多畴结构，我们尝试观察左右圆偏振光照射下STM图像的差异。测量温度最初设定为室温。样品是通过在经过反复Ar离子溅射和超高真空退火清洁的Pd(111)单晶表面沉积0.2至1原子层的Co来制备的。常规拓扑STM观察证实Co是单层纳米颗粒或单层薄膜。当光照射打开/关闭时，也观察到STM图像的差异，但这被认为是由于Co和Pd的功函数的差异造成的。不幸的是，当用左、右圆偏振光照射时，我们无法观察到由于Co的磁性而产生的任何显着差异。不过，从STM降噪等方面继续考虑这一点是有价值的，虽然研究期已经结束，但我们明年将利用现有设备继续研究。