ታᣉ⺖㗴⇟ภ㧦 2006B0146
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2-3-2.

PEEM ౝ⏛႐ශടߦࠃࠆ⏛᳇᭴ㅧߩᄌൻⷰኤᰴߦ‫ޔ‬PEEM ਛߢ⏛႐ࠍශടߒ‫ޔ‬DW ⚛ሶߩ⏛᳇᭴ㅧ߇ᄌൻߔࠆ᭽ሶࠍ⺞ߴߚ⚿ᨐࠍ␜ߔ‫ޕ‬PEEM ⵝ⟎ౝߦ⸳⟎ߐࠇߡ޿ࠆ⏛႐ශട↪ࠦࠗ࡞㧔ᦨᄢ⚂ 100Oe‫ޔ‬X ✢౉኿ᣇะߦኻߒߡ 75qߩᣇะ߆ࠄ⏛႐ශട㧕ࠍ↪޿‫ߩ࡞࠮ޔ‬ᐩ㕙ᣇะߦᐔⴕߥ⏛႐߇ශടߐࠇࠆࠃ߁ߦ⹜ᢱࠍ࿁ォߐߖߡ‫⚂ޔ‬㧝ࡒ࡝⑽ߩࡄ࡞ࠬ⁁⏛႐ࠍ⹜ᢱߦਈ߃ߚߣ߈ߩ⏛ൻ㈩⟎ߩᄌൻࠍⷰኤߒߚ‫ⷰޕ‬ኤߦߪ✢᏷
400nm ߩࡄ࠲࡯ࡦࠍ↪޿ߚ‫ޕ‬
Fig.4 ߦ⏛႐ශട೨ᓟߩ⏛඙௝ࠍ␜ߔ‫ޕ‬Fig.4(a)ߪ⏛႐ශട೨ߩ⁁ᘒߢ޽ࠆ‫⹜ޕ‬ᢱࠍ⏛႐ශടᣇะߦ޽ࠊߖߡ࿁ォߐߖߚߚ߼‫ޔ‬஥㕙ㇱಽߩ⏛ൻ߇ฝ਄‫ޔ‬ᐩ㕙ㇱಽߩ⏛ൻ߇Ꮐ਄ࠍะߊ‫ߩߎޕ‬႐ว‫ޔ‬X ✢ߦኻߒߡ޿ߕࠇ߽෻ᐔⴕᚑಽ߇ࡔࠗࡦߣߥࠅ‫ޔ‬ೋᦼ⁁ᘒߩ࠮࡞ߪ㤥޿௝ߣߥߞߡ޿ࠆ‫ޕ‬⚂ 10Oe ⏛႐ࠍශടߒߚߣ߈ߩ⏛᳇᭴ㅧߩᄌൻࠍ Fig.4(b)ߦ␜ߔ‫⏛ޕ‬႐ශടߦࠃࠅ⚂ 40%ߩ⏛ൻ߇ᄌൻࠍ⿠ߎߔ‫ߪߦࡦ࡯࠲ࡄޕ‬Ԙ ᐩ㕙ㇱಽߩ⊕㤥߇෻ォߒߡ޿ࠆࡄ࠲࡯ࡦ䋭㩷㪏㪐㩷䋭ԙ ᐩ㕙ㇱಽߛߌߢߥߊ‫ޔ‬஥㕙߹ߢ⊕㤥෻ォߒߡ޿ࠆࡄ࠲࡯ࡦԚ ᐩ㕙ㇱಽߩਛᔃઃㄭߢ⊕㤥ߩࠦࡦ࠻࡜ࠬ࠻߇෻ォߒߡ޿ࠆࡄ࠲࡯ࡦԛ ᄌൻߥߒߩ㧠⒳㘃޽ࠆߎߣ߇ࠊ߆ࠆ‫ޔߜ߁ߩߎޕ‬Ԙ߇ᗐቯߒߚേ૞ࠍߒߡ޿ࠆࡄ࠲࡯ࡦߢ޽ࠆ‫ޕ‬ԙߪ⏛ო߇ⷺߢߣߤ߹ࠄߕ‫ޔ‬஥㕙ㇱಽࠍ⿧߃ߡㆶᵹߩ⏛ൻ㈩⟎ߣߥߞߚࡄ࠲࡯ࡦ‫ޔ‬Ԛߪ⏛ო߇ᐩ㕙ਛᔃઃㄭߦᒻᚑߐࠇߚࡄ࠲࡯ࡦߢ޽ࠆ‫ޕ‬Ԛߩࡄ࠲࡯ࡦߪ‫߽ࠇߕ޿ޔ‬ਅㇱ߇⊕‫ޔ‬਄ㇱ߇㤥޿௝ߦߥߞߡ߅
ࠅ‫⏛ޔ‬႐ශടߦࠃࠅ⏛ოߩ࠻࡜࠶ࡊߐࠇߡ޿ߚฝਅ┵ㇱ߆ࠄ⏛ო߇⒖േࠍߪߓ߼ߚ߇‫߁߽ޔ‬஥ߩ┵ㇱߦዯߊ೨ߩਛ㑆ߢ቟ቯൻߒߡߒ߹ߞߚߎߣࠍ␜ߒߡ޿ࠆ‫ޕ‬਄⸥㧟⒳㘃ߩ⏛᳇᭴ㅧᄌൻߪᢙ
Oe ⒟ᐲ߆ࠄ 30-40Oe ⒟ᐲߩᐢ޿▸࿐ߢಽᏓߒߡ⿠ߎࠅ‫ޔ‬ห৻⏛႐ࠍਈ߃ߡ߽࡜ࡦ࠳ࡓߦᒻᚑߐࠇ
ߡ޿ࠆ‫ޕ‬
ᰴߦ‫⏛ޔ‬႐ශടᣇะࠍㅒォߐߖߚߣ߈ߩ⏛ൻ㈩⟎ࠍⷰኤߒߚ⚿ᨐࠍ␜ߔ‫⏛ޕ‬႐ශടᣇะ
ߪ‫ޔ‬ᐩ㕙ㇱಽߩ⏛ൻ߇Ꮐ਄ࠍะߊᣇะ‫ߜࠊߥߔޔ‬ᐩ㕙ߩ⊕޿௝߇㤥ߊߥࠆᣇะߣߒߚ‫ޕ‬ශട⏛႐Ⴧടߦߣ߽ߥ߁௝ߩᄌൻ߇ Fig.5 ߢ޽ࠆ‫⏛ޕ‬႐ᒝᐲࠍჇߔߣὐ✢ߢਣࠍߟߌߚㇱಽߦᄌൻ߇⿠ߎࠆ‫࡝ࡕࡔޕ‬േ૞ࠍᗐቯߒߡ޿ࠆԘ⁁ᘒߩ࠮࡞ߦߪ⏛႐ᣇะࠍㅒォߐߖࠆߣరߦᚯࠆ߽ߩ߇޽ࠅ‫ޔ‬➅ࠅ㄰ߒ⏛ო⒖േߦࠃࠆ࠮࡞േ૞ࠍ⏕⹺ߢ߈ࠆ㧔Fig.5(b)-(d)㧕‫⏛ޔߒ߆ߒޕ‬႐ශടߢᒻᚑ㗫ᐲ߇ᦨ߽㜞޿ߩߪԙߩࠃ߁ߦ⏛ო߇ᛮߌߚ⁁ᘒߢ޽ࠆ‫৻ޕ‬ᐲ⏛ო߇ᶖᄬߔࠆߣ‫ޔ‬50Oe ߹ߢߩ⏛႐ශടߢߪ⁁ᘒࠍᄌ߃ࠆߎߣ߇ߢ߈ߥ߆ߞߚ‫ޔߚ߹ޕ‬Ԛߩࠃ߁ߦᐩ㕙ਛᔃߦᒻᚑߐࠇߚ⏛඙ߪᢙ Oe ߢኈᤃߦᒻᚑߐࠇࠆ߇‫⏛ߩߎޔ‬඙ࠍേ߆ߔߚ߼ߦߪ 30Oe ⒟ᐲએ਄ߩ⏛႐ࠍශടߔࠆᔅⷐ߇޽ࠅᄌൻߒߦߊ޿᭴ㅧߢ޽ࠆߎߣ߇ࠊ߆ߞߚ‫ޕ‬
LLG ࠪࡒࡘ࡟࡯࡚ࠪࡦߦࠃࠇ߫‫ޔ‬ᐩ㕙ᣇะߦ⏛႐ࠍශടߒߚߣ߈৻ቯߩ⏛႐▸࿐ߢߪԘߩ⁁ᘒߣߥߞߡ⏛ო߇┵ㇱ㑆ࠍᓔᓳߔࠆ‫⏛ޔ߈ߣߩߎޕ‬ო߇┵ㇱࠍᓔᓳߔࠆ⏛႐ߣ⏛ო߇ᶖᄬߔ
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2-4.  ੹ᓟߩዷ㐿੹࿁ߩ XMCD-PEEM ߦࠃࠆ⏛඙ⷰኤ߆ࠄ‫ ߩ⁁⃻ޔ‬U ሼᒻ⁁࠮࡞ߢߪ߈ࠇ޿ߥೋᦼ᭴ㅧ
ߪᓧࠄࠇࠆ߽ߩߩ‫⏛ޔ‬ოߪ⏛႐ߦࠃߞߡ৻᭽ߦേ߆ߒߦߊ޿ߎߣ߇ࠊ߆ߞߚ‫੹ޕ‬ᓟߪ‫ޔ‬DWM ࠮࡞ߩ৻᭽േ૞ࠍ⋡⊛ߣߒߡᒻ⁁߿⏛ᕈ᧚ᢱߥߤߩᦨㆡൻࠍ࿑ߞߚ࠮࡞ߦߟ޿ߡⷰኤࠍㅴ߼ࠆ‫ߎޕ‬ࠇߣหᤨߦ‫ޔ‬DWM ࠮࡞ߩૐ㔚ᵹൻߦᔅ㗇ߥ㔚ᵹߦࠃࠆ⏛ო⒖േߩࡔࠞ࠾࠭ࡓࠍ⸃᣿ߔࠆߚ߼‫ޔ‬ࡄ࡞ࠬ㔚ᵹࠍㅢߓߚ࠮࡞ߩ⏛ოߩᄌൻ᜼േⷰኤࠍਛᔃߦᬌ⸛ࠍㅴ߼ࠆߎߣࠍ⠨߃ߡ޿ࠆ‫ޕ‬‫ޣ‬3. XMCD ࠍ↪޿ߚࠛ࠶࠴ࡦࠣ࠳ࡔ࡯ࠫ⹏ଔ‫ޤ‬3-1. ⹜ᢱࠛ࠶࠴ࡦࠣ࠳ࡔ࡯ࠫ⹏ଔ⹜ᢱߪએਅߩᣇᴺߢ૞⵾ߒߚ‫ޔߕ߹ޕ‬ᾲ㉄ൻࠪ࡝ࠦࡦၮ᧼਄ߦ䋭㩷㪐㪇㩷䋭

MRAM ࠮࡞ᒻᚑߦ↪޿ࠆ MTJ ⤑Ta/NiFe/Al-O/CoFe/Ru/CoFe/PtMn/Ta//SiO2/Si ၮ᧼ࠍ DC ࠬࡄ࠶࠲ᴺߢᚑ⤑ߒ‫ޔ‬᷷ᐲ 548K‫⏛ޔ‬႐ 1.2T ߢ 5 ᤨ㑆ߩ⏛႐ਛᾲಣℂࠍᣉߒߚ‫ޕ‬ᰴ޿ߢߎߩ MTJ ⤑߆ࠄ Ta/NiFe ጀ㧔ࡈ࡝࡯ጀ㧕ࠍ Ar ࠗࠝࡦࡒ࡝ࡦࠣᴺ߅ࠃ߮Ⴎ⚛♽ࠟࠬࠍ↪޿ߚ RIE ᴺߢ㒰෰ߒߡAl-O/CoFe/Ru/CoFe/PtMn/Ta//SiO2/Si ၮ᧼ߥࠆ᭴ᚑߩ⤑ࠍ૞⵾ߒߚ‫ޕ‬RIE ߪႮ⚛ࠟࠬ♽ߩ෻ᔕࠟࠬࠍ↪޿ߡ߅ߎߥ޿‫ࠍ࡯ࡢࡄࡑ࠭࡜ࡊޔ‬㧞᳓Ḱ㧔ૐࡄࡢ࡯‫ޔ‬㜞ࡄࡢ࡯㧕ߦ⸳ቯߒߡࠛ࠶࠴ࡦࠣࠍ߅ߎߥߞߚ‫ ߣࠇߎޔ‬Ar ࠗࠝࡦࡒ࡝ࡦࠣ⹜ᢱ‫ޔ‬਄⸥᭴ᚑߢࡈ࡝࡯ጀࠍᒻᚑߖߕ Al-O ࠍᦨ⴫㕙ߣߒߚ࡝ࡈࠔ࡟ࡦࠬ⹜ᢱߣ޽ࠊߖߡ㧠⒳㘃ߦߟ޿ߡ᷹ቯࠍ߅ߎߥߞߚ‫ޕ‬
3-2.  ᷹ቯ਄⸥᭴ᚑߩ⹜ᢱߢⓍጀࡈࠚ࡝ဳ࿕ቯጀࠍ᭴ᚑߔࠆ CoFe ⤑ߩ⏛᳇․ᕈ߇ࠛ࠶࠴ࡦࠣᣇᴺߦࠃߞߡฃߌࠆ࠳ࡔ࡯ࠫࠍએਅߩᣇᴺߢ⹏ଔߒߚ‫ޕ‬⏛ ൻ ᷹ ቯ 㧦  ࠛ ࠶ ࠴ ࡦ ࠣ ⹜ ᢱ ߩ ⏛ ᳇ ․ ᕈ ߪ ⹜ ᢱ ᝄ േ ဳ ⏛ ജ ⸘ 㧔 vibration sample
magnetometer:VSM ₹Ꮉ⵾૞ᚲ⵾㧕ߢ᷹ቯߒߚ‫ޕ‬XMCD ᷹ቯ㧦 Co‫ޔ‬Fe ߩ࠳ࡔ࡯ࠫࠍర⚛Ფߩ⁁ᘒߣ⏛ᕈߩਔ㕙߆ࠄ⸃᣿ߔࠆߚ߼‫ޔ‬
BL25SU ⸳⟎ߩ XMCD ⵝ⟎ࠍ↪޿ Co‫ޔ‬Fe ߦߟ޿ߡ⏛႐r1.4T ࠍශടߒ‫ోޔ‬㔚ሶ෼㊂ᴺߢ᷹ቯߒߚ‫ޕ‬3-3. ⚿ᨐFig.6 ߦ⏛ൻ᷹ቯߩ⚿ᨐࠍ␜ߔ‫⏛ࠬ࠽ࠗࡑ߽⤑ߩࠇߕ޿ޕ‬႐஥ߦ PtMn ෻ᒝ⏛ᕈጀߣߩ੤឵⚿วࠍ෻ᤋߒߚᄢ߈ߥࡅࠬ࠹࡝ࠪࠬ࡞࡯ࡊ‫ࠬ࡜ࡊޔ‬஥ߦߪⓍጀࡈࠚ࡝⚿วࠍ෻ᤋߒߚ᏷ߩ⁜޿ࡅࠬ࠹࡝ࠪࠬ߇ᒻᚑߐࠇߡ޿ࠆ‫ߥ⊛ဳౖޕ‬Ⓧጀࡈࠚ࡝ဳ࿕ቯጀߩ⏛ൻᦛ✢ߢ޽ࠆ‫⏛ޕ‬ൻߩᄢ߈ߐߩᄌൻߪ‫⴫ޔ‬㕙ߦㄭ޿஥ߩ CoFe ጀߦ⃻ࠇ‫ࠬࡦ࡟ࠔࡈ࡝ޔ‬㨪RIE ૐࡄࡢ࡯㧪Ar ࠗࠝࡦࡒ࡝ࡦࠣ㧪
RIE 㜞ࡄࡢ࡯ߩ㗅ߦߥߞߡ޿ࠆ‫⏛ޕ‬ൻߩૐᷫߪᦨ⴫㕙ጀ߇‛ℂ⊛޽ࠆ޿ߪൻቇ⊛࠳ࡔ࡯ࠫߢᄌ⾰ߒߚ‫ߪ޿ࠆ޽ޔ‬㒰෰ߐࠇߚߚ߼ߣ⠨߃ࠄࠇࠆ‫ޕ‬ߎߩ⹜ᢱߦߟ޿ߡ‫ޔ‬X ✢ๆ෼ࠬࡍࠢ࠻࡞㧔XAS㧕ࠍ᷹ቯߒ‫ޔ‬XMCD ࠬࡍࠢ࠻࡞ࠍᓧߚ‫ޕ‬Co ߩࠬࡍࠢ࠻࡞ࠍ Fig.7 ߦ␜ߔ‫ޕ‬Fig.7(a)ߦ␜ߒߚ XAS ߆ࠄ࡝ࡈࠔ࡟ࡦࠬߩ Co ߪ㊄ዻ Co ߇ᡰ㈩⊛ߦߥࠆߩߦኻߒ‫ࠍࠣࡦ࠴࠶ࠛޔ‬ᣉߒߚ⹜ᢱߢߪ‫ ߽ࠇߕ޿ޔ‬CoO ߥߤߩ㉄ൻ‛ߣ Co ㊄ዻ߇ᷙ࿷ߒߚࠬࡍࠢ࠻࡞ߦߥߞߡ޿ࠆ㧔Fig.7(c)㧕[7]‫ࠍࠣࡦ࠴࠶ࠛޔߚ߹ޕ‬ᣉߔߎߣߦࠃࠅ⚂ 784eV ߦᒙ޿ࡇ࡯ࠢ߇⃻ࠇࠆ‫ ߪࠢ࡯ࡇߩߎޕ‬RIE ߢࠛ࠶࠴ࡦࠣߒߚ⹜ᢱߢᒝߊ‫ޔ‬Ar ࠗࠝࡦࡒ࡝ࡦࠣ⹜ᢱߢߪ⋧ኻ⊛ߦᒙ޿‫⿠ߩࠢ࡯ࡇޕ‬Ḯߪ⃻࿷ᬌ⸛ਛߢ޽ࠆ‫ޔ߈ߣߩߎޕ‬Fig.7(b)ߦ␜ߒߚ XMCD ᒝᐲߪ࡝ࡈࠔ࡟ࡦࠬ㧪RIE ૐࡄࡢ࡯㧪㧪Ar ࠗࠝࡦࡒ࡝ࡦࠣ㧪RIE 㜞ࡄࡢ࡯ߩ㗅ߢ޽ࠆ‫⏛ޕ‬ൻ߇߶߷หߓߥ࡝
ࡈࠔ࡟ࡦࠬߣ RIE ૐࡄࡢ࡯ߣߢ Co ߩ XMCD ߩᏅ߇ᄢ߈ߊ⇣ߥߞߡ޿ࠆ‫ޕ‬RIE ߦࠃࠆ㉄ൻߢ Coߩ⏛ൻᚑಽ߇ᷫዋߒߚߣ⠨߃ࠄࠇࠆ‫ޕ‬ᰴߦ Fe ߩ XAS ߅ࠃ߮ XMCD ࠬࡍࠢ࠻࡞ࠍ Fig.8 ߦ␜ߔ‫ޕ‬
Fig.8(a)ߦ␜ߒߚ࡝ࡈࠔ࡟ࡦࠬߩ XAS ߦߪ㊄ዻ Fe ࠍ෻ᤋߒߚ 708eV ߣ Fe-O ߦ⋧ᒰߔࠆ 710eV ߩࡇ࡯ࠢ߇ᷙ࿷ߒ[7]‫ޔ‬Fe-O ࡇ࡯ࠢᒝᐲ߇ᒝߊߥߞߡ޿ࠆ‫⴫ᦨޕ‬㕙 Al-O ጀߢ CoFe ጀࠍචಽߦ଻⼔ߢ߈ߕ‫⴫ޔ‬㕙߆ࠄ㉄ൻ߇ㅴⴕߒߡߒ߹ߞߚߣ⠨߃ࠄࠇࠆ‫ᦨߡߒߣࠬࡦ࡟ࠔࡈ࡝ޕ‬ㆡߣߪ޿߃ߥ޿䋭㩷㪐㪈㩷䋭߇‫ޔ‬એਅߢߪߎࠇࠍၮḰߣߒߡࠛ࠶࠴ࡦࠣ࠳ࡔ࡯ࠫࠍᲧセߔࠆߎߣߦߔࠆ‫ޕ‬Ar ࠗࠝࡦࡒ࡝ࡦࠣ⹜ᢱߩ XAS ߪ࡝ࡈࠔ࡟ࡦࠬߣห᭽ߦ Fe-O ߩࡇ࡯ࠢ߇ᒝ޿‫ߦࠇߎޕ‬ኻߒߡ‫ޔ‬RIE ⹜ᢱߪࡄࡢ࡯ߦࠃࠄߕ Fe ߩࡇ࡯ࠢ߇ᒝߊ‫ޔ‬Fe-O ߇⋧ኻ⊛ߦᒙߊߥߞߡ޿ࠆ‫ ߈ߣߩߎޕ‬XMCD ᒝᐲߪ‫ޔ‬RIE ૐࡄࡢ࡯㧪࡝ࡈࠔ࡟ࡦࠬ㧪RIE 㜞ࡄࡢ࡯㧪Ar ࠗࠝࡦࡒ࡝ࡦࠣߣߥࠅ㧔Fig.8(b)㧕‫⏛ޔ‬ൻߩᄢ߈ߐ㗅ߣኻᔕߒߥ޿‫ޕ‬XAS ߆ࠄ࡝ࡈࠔ࡟ࡦࠬ߿ Ar ࠗࠝࡦࡒ࡝ࡦࠣߢߪ Fe ߩ㉄ൻ߇㗼⪺ߢ޽ࠆߩߦኻߒߡ‫ޔ‬RIE⹜ᢱ‫ߦ․ޔ‬ૐࡄࡢ࡯RIE ⹜ᢱߢߪ Fe ߩ㉄ൻ߇ᛥ೙ߐࠇߡ޿ࠆߎߣ߇ࠊ߆ࠆ‫ޕ‬Fe ߩ㉄ൻ߇㗼⪺ߥ⹜ᢱߢߪቶ᷷ߢ⏛ൻࠍᜬߚߥ޿㉄ൻᕈಽࠍᒻᚑߒߚߚ߼ XMCD ᒝᐲ߇ᒙߊߥࠆߩߦኻߒߡ‫ޔ‬Fe ߩ㉄ൻ߇ᛥ೙ߐࠇߚ RIE ߢߪ㊄ዻ⊛ߥ Fe ߇ᄢ߈ߥ XMCD ࠍ಴ߒߡ޿ࠆߣ⠨߃ࠄࠇࠆ‫ޕ‬એ਄ߩ⚿ᨐ߆ࠄ‫ޔ‬ԘAr ࠗࠝࡦࡒ࡝ࡦࠣߢߪ Co‫ޔ‬Fe ߣ߽ߦ㉄ൻࠍฃߌࠆ߇‫ ߦ․ޔ‬Fe ߩ㉄
ൻ߇ᡰ㈩⊛ߦ↢ߓߡ⏛ൻ߇ᷫዋߔࠆߎߣ‫ޔ‬ԙႮ⚛♽ࠟࠬߦࠃࠆ RIE ߢߪ‫ޔ‬Co ߇ਥߦ㉄ൻߐࠇߡᄢ
߈ߊ⏛ൻࠍᄬ߁߇‫ޔ‬Fe ߩ㉄ൻߪᛥ೙ߐࠇ㊄ዻ Fe ߇ᒻᚑߐࠇࠆߚ߼⏛ൻߩᶖᄬߪዋߥ޿ߎߣ‫ޔ‬Ԛࡇࡦጀߪ Co-10at%Fe ⤑ߢ޽ࠅ Co ߇ਥᚑಽߢ޽ࠆߚ߼ Co ߩ XMCD ᒝᐲߣ⏛ൻߣ߇߶߷ኻᔕߔࠆ
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10 deg㔚ᵹ

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X-ray

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