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●基本情報
●実験責任者:藤森 淳(東大理)
●課題有効期間:2016/10〜2019/9
●実験ステーション:16A,7A,12C,4C
●関連課題:2013S2-004(外的要因による磁性薄膜の特性制御を目指した軟X線XMCDを中心とする相補的研究)
2010S2-001(軟X線偏光スイッチングを用いたスピントロニクス材料の探求)
●課題の概要
本課題は、スピントロニクス材料としての応用が期待される新規磁性薄膜・多層膜について、軟X線XMCDを中心とした複数の相補的な実験手法を組み合わせることによって、磁気モーメントの異方性や空間分布といったミクロな磁気状態を多面的に明らかにすること、さらにそれを手掛かりに磁気特性の発現メカニズムの解明や磁気特性の制御につなげていくことを目的とする。試料作製グループと緊密に連携し、単に分光測定を行うのみならず、そこから得られた情報を基に狙った磁気特性を示す新たな試料の作製へとつなげていくことを重視して研究を行う。特に、外的要因を変化させた場合のミクロ磁気状態の変化を詳細に調べることにより、磁性薄膜・多層膜の物性の制御方法に関して重要な手掛かりが得ることを狙っている。
本研究は以下の特色を持つ。
(1)深さ分解XMCD・ベクトル磁場XMCDなど、申請者らが開発した独自性の高い実験手法を駆使し、従来のXMCD実験やその他の分光手法では得られなかった磁性に関する情報を明らかにする。
(2)S課題の長いビームタイムを活用し、1つの試料系に対しなるべく多くのプローブを相補的に用いて、磁性薄膜の磁気状態、電子状態、結晶構造を総合的に明らかにする。その情報を用いて、磁気特性の発現機構をも明らかにする。
(3)単に測定・解析を行うだけでなく、その情報をもとに新規物質を設計してフィードバックする。特に申請者の一部は物質作製に精通しており、かつ実験グループがPF内や筑波大学にあるため、S課題の柔軟性と相まって高速なフィードバックが期待できる。
(4)In situ実験を行う金属薄膜・多層膜に関しては、測定した結果をもとに翌日の試料を作製することができるため、さらに高速のフィードバックが可能になる。
●成果発表
●論文
Yosuke Nonaka, Yuki K. Wakabayashi, Goro Shibata, Shoya Sakamoto, Keisuke Ikeda, Zhendong Chi, Yuxuan Wan, Masahiro Suzuki, Arata Tanaka, Masaaki Tanaka, and Atsushi Fujimori
Phys. Rev. Materials, 7 (2023) 044413.
V.K.Verma, S.Sakamoto, K.Ishikawa, V.R.Singh, K.Ishigami, G.Shibata, T.Kadono, T.Koide, S.Kuroda, A.Fujimoria
Physica B: Condensed Matter, 642 (2022) 414129.
M. Suzuki, B. Gao, G. Shibata, S. Sakamoto, Y. Nonaka, K. Ikeda, Z. Chi, Y.-X. Wan, T. Takeda, Y. Takeda, T. Koide, A. Tanaka, M. Kobayashi, S.-W. Cheong, and A. Fujimori
Phys. Rev. Research, 4 (2022) 013139.
Hiroshige Onoda, Hiroaki Sukegawa, Jun-Ichiro Inoue, Hideto Yanagihara
Advanced Materials Interfaces, 8 (2021) 2101034.
Yosuke Nonaka, Yuki K. Wakabayashi, Goro Shibata, Shoya Sakamoto, Keisuke Ikeda, Zhendong Chi, Yuxuan Wan, Masahiro Suzuki, Tsuneharu Koide, Masaaki Tanaka, Ryosho Nakane, and Atsushi Fujimori
AIP Advances, 11 (2021) 085317.
Hiroki Koizumi, Ikumi Suzuki, Daisuke Kan, Jun-ichiro Inoue, Yusuke Wakabayashi, Yuichi Shimakawa, and Hideto Yanagihara
Phys. Rev. B, 104 (2021) 014422.
Goro Shibata, Choongjae Won, Jaewook Kim, Yosuke Nonaka, Keisuke Ikeda, Yuxuan Wan, Masahiro Suzuki, Tsuneharu Koide, Arata Tanaka, Sang-Wook Cheong, and Atsushi Fujimori
J. Phys. Chem. C, 125 (2021) 12929.
Hiroki Koizumi, Atsushi Hidaka, Takashi Komine, and Hideto Yanagihara
J. Magn. Soc. Jpn., 45 (2021) 37.
Shoya Sakamoto, Guoqiang Zhao, Goro Shibata, Zheng Deng, Kan Zhao, Xiancheng Wang, Yosuke Nonaka, Keisuke Ikeda, Zhendong Chi, Yuxuan Wan, Masahiro Suzuki, Tsuneharu Koide, Arata Tanaka, Sadamichi Maekawa, Yasutomo J. Uemura, Changqing Jin, and Atsushi Fujimori
ACS Appl. Electron. Mater., 3 (2021) 789.
Masako Suzuki-Sakamaki and Kenta Amemiya
Jpn. J. Appl. Phys., 59 (2020) 105504.
Hiroki Koizumi, Sonia Sharmin, Kenta Amemiya, Masako Suzuki-Sakamaki, Jun-ichiro Inoue, and Hideto Yanagihara
Phys. Rev. Materials, 3 (2019) 024404.
Goro Shibata, Kohei Yoshimatsu, Keisuke Ishigami, Takayuki Harano, Yukio Takahashi, Shoya Sakamoto, Yosuke Nonaka, Toshiharu Kadono, Mitsuho Furuse, Schuichiro Fuchino, Makoto Okano, Jun-ichi Fujihira, Akira Uchida, Kazunori Watanabe, Hideyuki Fujihira, Seiichi Fujihira, Arata Tanaka, Hiroshi Kumigashira, Tsuneharu Koide, and Atsushi Fujimori
J. Phys. Soc. Jpn., 87 (2018) 114713.
Masako Suzuki-Sakamaki and Kenta Amemiya
Jpn. J. Appl. Phys., 57 (2018) 120308.
Masako Sakamaki and Kenta Amemiya
Physical Chemistry Chemical Physics, 20 (2018) 20004.
Masako Sakamaki and Kenta Amemiya
Jpn. J. Appl. Phys., 57 (2018) 0902B9.
Yosuke Nonaka, Goro Shibata, Rui Koborinai, Keisuke Ishigami, Shoya Sakamoto, Keisuke Ikeda, Zhendong Chi, Tsuneharu Koide, Arata Tanaka, Takuro Katsufuji, and Atsushi Fujimori
Phys. Rev. B, 97 (2018) 205126.
Ryunosuke Soma, Yuichi Saitoh, Masako Sakamaki, Kenta Amemiya, Akihiro Iwase, and Toshiyuki Matsui
AIP Advances, 8 (2018) 056433.
Goro Shibata, Miho Kitamura, Makoto Minohara, Kohei Yoshimatsu, Toshiharu Kadono, Keisuke Ishigami, Takayuki Harano, Yukio Takahashi, Shoya Sakamoto, Yosuke Nonaka, Keisuke Ikeda, Zhendong Chi, Mitsuho Furuse, Shuichiro Fuchino, Makoto Okano, Jun-ichi Fujihira, Akira Uchida, Kazunori Watanabe, Hideyuki Fujihira, Seiichi Fujihira, Arata Tanaka, Hiroshi Kumigashira, Tsuneharu Koide & Atsushi Fujimori
npj Quantum Materials, 3 (2018) 3.
Hawa Latiff, Mikio Kishimoto, Sonia Sharmin, Eiji Kita, Hideto Yanagihara, Takashi Nakagawa
IEEE Transactions on Magnetics, 53 (2017) 9402304.
Mitsuharu Matsumoto, Sonia Sharmin, Jun-ichiro Inoue, Eiji Kita, Hideto Yanagihara
IEEE Transactions on Magnetics, 53 (2017) 250364.
K. Ikeda, T. Seki, G. Shibata, T. Kadono, K. Ishigami, Y. Takahashi, M. Horio, S. Sakamoto, Y. Nonaka, M. Sakamaki, K. Amemiya, N. Kawamura, M. Suzuki, K. Takanashi, and A. Fujimori
Appl. Phys. Lett., 111 (2017) 142402.
Shoya Sakamoto, Kumar Srinivasan, Rui Zhang, Oleg Krupin, Keisuke Ikeda, Goro Shibata, Yosuke Nonaka, Zhendong Chi, Masako Sakamaki, Kenta Amemiya, Atsushi Fujimori, and Antony Ajan
Phys. Rev. B, 96 (2017) 144437.
Masako Sakamaki and Kenta Amemiya
Rev. Sci. Instrum., 88 (2017) 083901.
●PF Activity Report
Photon Factory Activity Report 2020 #38 (2021) 204
Photon Factory Activity Report 2019 #37 (2020) 209
Photon Factory Activity Report 2018 #36 (2019) 231
Photon Factory Activity Report 2017 #35 (2018) 128
Photon Factory Activity Report 2017 #35 (2018) 207
Photon Factory Activity Report 2017 #35 (2018) 215
Photon Factory Activity Report 2017 #35 (2018) 216
Photon Factory Activity Report 2017 #35 (2018) 219
Photon Factory Activity Report 2017 #35 (2018) 252
Photon Factory Activity Report 2016 #34 (2017) 149
Photon Factory Activity Report 2016 #34 (2017) 235
Photon Factory Activity Report 2016 #34 (2017) 237
Photon Factory Activity Report 2016 #34 (2017) 271
●PFシンポジウム
●その他