■会議報告
第11回日本放射光学会若手研究会「放射光を用いたナノ分光技術とスピントロニクスとの協奏～リサーチネットワークの形成に向けて～」報告
中山耕輔
小林正起
大坪嘉之（東北大学）（東京大学）（大阪大学）

第 11 回日本放射光学会若手研究会「放射光を用いたナノ分光技術とスピントロニクスとの協奏務局の方々に心より感謝申し上げます。

～リサーチネッ

スピントロニクスは，電子のもつ運動の自由度とスピントワークの形成に向けて～」を， 2019 年 8 月 22 日（木）自由度の結合が，微小ナノ空間領域において顕在化するこから 23 日（金）にかけて東北大学片平キャンパスの片平とにより発現する様々なスピン現象を対象とする分野であさくらホール 2 階会議室にて開催いたしました。研究会

り，世界的に熾烈な研究競争が展開されています。この点には大学や公的研究機関から計 80 名の方々にご参加いたで，東北大学新葉山キャンパスに新たに建設される次世だき，大盛況のうちに無事終了いたしました（図,）。

代放射光施設は，ナノ領域を分光する放射光技術とスピン講演者と参加者の皆様，研究会の準備や運営にご協力いたトロニクスの融合により，新たな研究創発や産業創出におだいた研究室メンバー，秘書さん，ならびに放射光学会事いてブレークスルーをもたらす拠点となることが強く期待されています。さらに， SPring 8 のアップデート（ SPring8II）により，日本国内における放射光研究は新たな局面を迎えることになります。この機会に，先端放射光科学とスピントロニクス分野の研究者が一堂に会して，スピントロニクス研究の現状を俯瞰し，先端的放射光光源を用いて今後推進すべき新しい研究開発の課題を明確にすることを目的として，本研究会を企画しました。また，本研究会では，若手研究者を主体とし，新たな研究ネットワークの形成を目指しました。
表に，本研究会のプログラムを示します。本研究会では，研究対象とする物質や現象ごとに計 5 つのセッションを設け，最後に総合討論を行いました。放射光施設のビームライン担当者やユーザーに限らず，これまで放射光図

全体集合写真。と接点の無い方々にも講演していただいたことが今回の研究会の特徴と言えます。
研究会は 8 月 22 日（木）の 13 : 30 から開始しました。
世話人による研究会趣旨説明に続いて，セッション 1「トポロジカル現象」では，トポロジーに関連した物性研究，および物性と関わる電子状態の観測手法について講演をいただきました。まず，大阪大学の新見康洋先生は，トポロジカル絶縁体に多く含まれる Bi と強磁性体である Ni の界面における奇妙な超伝導についてご紹介され，その界面を利用したスピン流生成に関する実験結果についてご講演されました。東京大学の矢治光一郎先生は，トポロジカル物質などのスピン偏極電子状態を直接観測できるスピン偏極角度分解光電子分光法の現状と今後の展望についてご講演されました。また，東京大学の塩見雄毅先生からは，空図

講演会場の様子。

間反転対称性を有する超伝導体と磁性絶縁体との接合系に放射光 Nov. 2019 Vol.32 No.6 ● 329(C) 2019 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research表研究会プログラム。

おいて，超伝導量子渦のトポロジカルな保護による非相反

1 日目8 月22日（木）輸送現象の発見とその原理について詳しく紹介していただ

セッション 0はじめにきました。また，超格子における磁気ストライプ構造の制

13301335 中山耕輔（東北大学）「研究会の趣旨」

御に関する最近の結果についてもご講演いただきました。

セッション 1トポロジカル現象（座長中山耕輔）て電子構造を時空間分解して観測する手法について，磁気13351405 新見康洋（大阪大学）「Bi/Ni 薄膜におけるスピン輸送測定」
14051435 矢治光一郎（東京大学）「スピン分解光電子分光3.0」

物質材料研究機構の山崎裕一先生には，軟 X 線を利用しスキルミオンの研究結果を例にご紹介いただくとともに，次世代放射光施設におけるコヒーレントフラックスの大幅な向上によって期待されるスピントロニクス材料研究の展

14351505 塩見雄毅（東京大学）「磁性絶縁体|超伝導量子渦系におけるトポロジカル整流効果」

望について詳しくご講演いただきました。セッションを通休憩

分解して観測することの重要性，及びその分解能を今後ど

セッション 2スピン電荷励起（座長相馬清吾）

16051635

橋本佑介（東北大学）

して，トポロジカル材料におけるスピン状態を空間時間こまで上げられる可能性があるかについて論じられました。
セッション 2「スピン電荷励起」では，スピントロニ「可視光で見るスピン波伝搬過程」

クス材料における素励起（マグノンやフォノンなど）に関

16351705 佐藤浩司（東北大学）「磁性体におけるトポロジカルなスピン波と Krein 空間についする講演をいただきました。東北大学の橋本佑介先生は，て」17051735 宮脇 淳（東京大学）「共鳴非弾性軟 X 線散乱による磁性研究と次世代放射光施設で法）によって，鉄ガーネット膜におけるスピン波を可視化した結果についてご講演されました。また，放射光への今の展開」

18002040

ポンププローブ法と磁気光学イメージング法に CCD カメラを組み合わせた独自の手法（スピン波トモグラフィー研究交流会（片平さくらホール 1 階ラウンジ）

2 日目8 月23日（金）セッション 3原子層物質（座長菅原克明）

900930 山本倫久（理化学研究所）「グラフェンを用いたスピンバレートロニクス」
9301000 藤原宏平（東北大学）「高移動度スズ系酸化物の薄膜合成と界面伝導評価」
10001030 宮田耕充（首都大学東京）「原子層ヘテロ構造の成長と評価」

後の期待についてもお話をいただきました。東北大学の佐藤浩司先生には，マグノニック結晶におけるトポロジカルなスピン波の理解に重要となる Krein 空間に関する理論的研究についてご講演をいただきました。東京大学の宮脇淳先生には，共鳴非弾性軟 X 線散乱と磁気円二色性を組み合わせた実験手法の有用性についてご紹介いただいた
後，次世代放射光施設で建設予定の超高分解能軟 X 線発光分光装置の概要とそこで期待される実験の展望についてご講演いただきました。このセッションを通して，物質中休憩の素励起の解明に向けて，次世代放射光施設での実験技術

セッション 4スピンデバイス（座長小林正起）の発展に掛かる期待の大きさが感じられました。

11001130 金井 駿（東北大学）「スピントロニクス材料の不揮発性記憶素子応用」
11301200 飯浜賢志（東北大学）「スピンバルブ構造におけるスピン流を介した光誘起磁化反転」

12001230 鈴木基寛（高輝度光科学研究センター）「放射光磁気イメージングの進展とスピントロニクス研究への展望」

初日のセッションが終了した後，さくらホール一階のラウンジにて研究交流会を開催しました。 30 名に上る研究者，学生の方々にご参加いただき，放射光を用いたスピントロニクス材料研究について，放射光ユーザーであるかどうかの垣根を超えて交流話し合いが行われました。
2 日目は， 8 月 23 日（金）の 9 : 00 から研究会を再開し昼食休憩ました。セッション 3「原子層物質」では，新しいスピンセッション 5ナノ分析（座長大坪嘉之）

トロニクス材料候補として期待される原子層物質やそれと13501420 岩澤英明（広島大学）「ナノ ARPES による局所電子状態の観測」
14201450 鈴木明大（北海道大学）「X 線レーザー回折による溶液試料のナノ構造分析」

14501520 堀場弘司（高エネルギー加速器研究機構）「ナノ光電子分光によるピンポイント電子状態観測」
小休憩
セッション 6総合討論

15301630 進行小林正起（東京大学）「ナノスピン放射光科学のリサーチネットワーク構築に向けて」

関連する薄膜の作製，及びデバイス応用の可能性について講演をいただきました。理化学研究所の山本倫久先生は，半導体ナノ構造や原子層物質を用いてスピンを制御する量子デバイスについてご講演されました。また，三角格子を組むグラフェンや遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるバレー自由度に由来するスピンバレー流の観測結果についてもご紹介いただきました。東北大学の藤原宏平先生は，金属酸化物を用いた薄膜素子開発について，高移動度のスズ系酸化物を中心に最近の研究の進展をご紹介されました。
首都大学東京の宮田耕充先生は，化学気相成長法を利用し330 ● 放射光 Nov. 2019 Vol.32 No.6

放射光ニュース ■ 会議報告

た様々な原子層物質の合成方法や，それらを応用して合成したヘテロ構造の例と界面物性についてご講演されました。このセッションを通して，原子層物質の研究を進めていく上で，物質中のスピン状態を可視化する技術の重要性が論じられました。
セッション 4「スピンデバイス」では，スピントロニクスデバイス研究の最近の進展と放射光を用いたスピントロニクス材料の評価についてご講演をいただきました。東北大学の金井駿先生には，磁気トンネル接合素子について最近の進展をご紹介いただきました。また，スピントロニク
ス素子研究の観点から，放射光実験技術についての期待を述べていただきました。東北大学の飯浜賢志先生は，超短図

光パルスを用いたスピントロニクス技術について，磁性体総合討論の様子。

を積層したスピンバルブ構造におけるスピン流を介した磁化反転の実証とそのメカニズムについてご講演されまし

た。高輝度光科学研究センターの鈴木基寛先生は，スピンは認識されているものの，融合研究が進まない原因は何か

放射光を利用したスピントロニクス研究の重要性自体

トロニクス材料研究において有用性が確立されている X

この点について，特に放射光施設を利用したことのない

線磁気円二色性測定技術が，放射光源の発展とともにどの方々から「課題申請書を書いて数日のビームタイムしか獲ように進化してきたかについて，最近の研究結果も交えな得できないという手続きが，実験室系と比較して煩雑」，がらご紹介されました。また，次世代放射光源で期待され「課題を申請してからビームタイムが使えるまでに数ヶ月る発展についての展望も述べていただきました。このセッから半年も待つのがきつい」などの意見が上がり，放射光ションを通して，高い実空間分解能でのイメージング技

実験の敷居の高さがネックになっていることが伺えた一術，ならびに高い時間分解能での磁化ダイナミクス観測技

方，「今回の研究会を通して放射光が身近になった」とい術の実現により，放射光を用いたスピントロニクスデバイうポジティブな意見もありました。これに対して，放射光ス研究の大幅な進展が望めることが論じられました。

ユーザーからは，申請から実験までのスピードを重視する

昼食休憩を挟み，セッション 5「ナノ分析」では，放射枠組みの存在や，お金を払ったり，共同研究を行ったりと光を用いたナノ領域の電子状態構造の観測技術についていった解決策の説明があり，今後これらのシステムを放射講演をいただきました。広島大学の岩澤英明先生は，英国

光ユーザー以外にも広く周知することの必要性が論じられDiamond Light Source における銅酸化物高温超伝導体のました。

研究結果を例に，第三世代の高輝度放射光施設を中心に開

放射光を用いてどのような研究を進めていきたいか

発が進められている顕微角度分解光電子分光（ナノこの点について，スピントロニクス研究者からは，「試ARPES）技術の有用性についてご講演されました。北海料のエッジや欠陥をピンポントで見たい」，「埋もれた界面道大学の鈴木明大先生には，パルス状コヒーレント X 線の情報を得たい」，「デバイスに近い構造でスピンや電子状溶液散乱（ PCXSS ）法について，独自に開発されたマイ態を見たい」，「スピンのダイナミクスを解明したい」など

クロ液体封入アレイを用いた溶液試料の観察例をご紹介いの意見があがり，ナノ計測技術やトモグラフィなどを用いただきました。また， PCXSS 法の高度化の一例として，た三次元イメージング技術，及び時間分解測定技術が今後10 nm を切る高い実空間分解能の達成に向けた最近の取りますます重要になると感じました。また，「世界一の性能組みについてもご紹介いただきました。高エネルギー加速でなくても，ボタン一つで操作可能な利便性を重視した装器研究機構の堀場弘司先生は，光電子分光を用いた電子置があるとありがたい」，「測定は放射光施設側に任せてし化学状態の三次元イメージング技術について，デバイスのまえるような仕組みがあるとありがたい」といった意見もオペランド観察への適用例などを交えながらご紹介されま多くありました。装置開発者からは「性能のデモンストした。また，将来展望として，スピン分解ナノ ARPES 装レーションとして高分解能化を優先するところがあった置開発についてもご講演されました。このセッションを通が，デバイスの研究者が見たいものとズレが生じないようして，これまでスピントロニクス研究との接点が比較的希にする必要がある」，「究極性能を達成しなくても取り組め薄であったナノ分光技術とスピントロニクス研究の融合のる未解決問題があることが分かった」，「スピントロニクス可能性について論じられました。

研究に必要な具体的な数値目標を知ることができて良かっ最後の「総合討論」ではパネルディスカッションを行いた」といったコメントがあり，密なコミュニケーションの（図），特に下記の 3 点について集中的な議論が展開され重要性が伺えました。

ました。



放射光とスピントロニクスの専門家が交流する機会を

放射光 Nov. 2019 Vol.32 No.6 ● 331

増やすにはどうすれば良いか
この点については，「このような研究会を継続して開催くの出席者がネットワーク形成の重要性を感じ，実際に行動に移すことに前向きな雰囲気が感じられました。

することが重要」，「今回の会議で生まれたつながりをもと研究会を通して，スピントロニクス分野の研究者の方々に，実際に行動に移すのが重要」などの意見があがり，具が，放射光を用いた計測技術に大きな関心と期待を抱いて体的な枠組みとして，新設された学術変革領域研究（科研いることを強く感じました。現在の技術でも取り組むこと費）へ共同で応募するという提案もありました。また，新のできる課題が存在する一方で，そのような課題の掘り起

しい 放射光 施設 が東北 大学 の敷地 内にで きる こと で，こしには，お互いの知りたいこと，できることについて情「Berkeley と Advanced Light Source が大学と研究機関の報を共有したり，相談したりできる機会を増やすことの必相互発展モデルの一つとなっているように，東北大学でも要性も痛感しました。また，次世代放射光施設の建設によ互恵的発展ができると将来は明るい」，「次世代放射光施設ってスピントロニクスの研究が大きく前進することを予感に東北大学の学生を呼び込んで，サイエンス半分，装置開させる講演が多くありました。放射光科学とスピントロニ発半分で学位を取れるような枠組みがあると良いのではな

クスの融合研究の推進に向けて，今後も研究会を継続していか」という意見もありました。また，「スピントロニク開催していくことや，共同研究を有機的に推進するためのス分野では，スピントロニクス学術連携ネットワークとい組織作りを進めていくことに世話人一同参加者達が今研う組織が既に立ち上がっており，この枠組みとうまく連携究会で形成した繋がりを活かして取り組んでいきたいと考できれば良いのではないか」という意見もありました。多えています。

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