Multiscale 3D Magnetic Imaging with reflection-mode soft x-ray absorption spectroscopy

采用反射模式软 X 射线吸收光谱的多尺度 3D 磁成像

基本信息

批准号：
22K04920
负责人：
鈴木真粧子
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04920/
关键词：
磁気イメージング XMCD 反射率軟X線 X線反射率 X線磁気円二色性

项目摘要

本研究の目的は，微小領域におけるスピンの空間分布および化学結合状態の空間分布を，試料を加工することなくその場観察するため，反射型軟X線吸収分光(XAS) 法を用いた新しいマルチスケール三次元磁気イメージング法を開発することである。2022年度は「反射型XAS磁気イメージングとスペクトル解析法の開発」を実施した。テスト試料としてCoマイクロ細線を作製した。ピンホールで2μmに絞った軟X線ビームを試料表面に照射し，反射像を軟X線カメラに投影しイメージ画像を得た。同時にCoL吸収端付近で軟X線エネルギーを掃引し，反射型XASスペクトルを得た。さらに円偏光軟X線を用い，反射型XASXASの左右円偏光応答の差分を得ることで，Coマイクロ細線の反射型X線磁気円二色性(XMCD)スペクトルと二次元磁気マッピングを得ることができた。一方で反射型XAS/XMCDスペクトルをシミュレーションするためには，吸収端での異常散乱を考慮して光学定数を導出する必要がある。そこでKramers-Kronigの関係式から光学定数を導出し，導出した光学定数から多重反射を計算することで，最適な深さ分布モデルを得る一連のシミュレーションプログラムを新たに作製した。

本研究的目的是利用新型多层反射软X射线吸收光谱（XAS）方法，在不处理样品的情况下原位观察微观区域中自旋的空间分布和化学键态的空间分布。目标是开发一种尺度三维磁成像方法。 2022年度，我们开展了“反射型XAS磁成像和光谱分析方法的开发”。制作Co微丝作为测试样品。通过针孔聚焦至2μm的软X射线束照射到样品表面，将反射图像投影到软X射线相机上以获得图像。同时，软X射线能量在CoL吸收边附近扫过，得到反射型XAS谱。此外，通过使用圆偏振软X射线并获得反射XASXAS的左右圆偏振响应之间的差异，可以获得反射X射线磁圆二色性（XMCD）光谱和二维磁图我能够做到这一点。另一方面，为了模拟反射型XAS/XMCD光谱，需要考虑吸收端的反常散射来导出光学常数。因此，我们创建了一系列新的模拟程序，通过从 Kramers-Kronig 关系导出光学常数并根据导出的光学常数计算多次反射来导出最佳深度分布模型。