| チームリーダー ： |
鈴木 拓【（独）物質・材料研究機構 量子ビームセンター 主幹研究員】
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| 中核機関 ： |
（独）物質・材料研究機構 |
| 参画機関 ： |
（なし） |
- Ⅰ．開発の概要
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表面・界面の磁気構造の分析は、スピントロニクス開発などで強く要請されている。しかし既存の分析法では表面敏感性や元素識別性の欠如により、この分析は困難であったが、この分析を可能にする新手法として、偏極４Ｈｅ＋ビームを用いるイオン散乱分光法（ＳＰ－ＩＳＳ）を開発した。本開発では、ＳＰ－ＩＳＳの要素技術である「偏極４Ｈｅ＋イオン源」を開発してビームの高偏極化と大電流化とを同時に達成することで、ＳＰ－ＩＳＳの実用化に必要な測定感度を実現する。
- Ⅱ．中間評価における評価項目
- （１）液体窒素冷却環境下における安定したＲＦ放電の達成
- 液体窒素冷却によって、当初目標としていた８０Ｋの環境下で安定放電を達成し、さらに液体ヘリウムを冷媒に用いることで、２０Ｋでの安定放電を達成した。ＲＦ放電出力については冷却環境で、３Ｗの安定放電を達成した。
- （２）ビームラインと分析系の構築
- 静電レンズとディフレクターから構成されるビームラインを構築し、エネルギー２ｋｅＶのイオンビーム発生に成功した。さらにビームライン全体を電気的にフローティングし、試料直前に減速器を設置することにより空間電荷効果によるビーム発散を最小限に抑制して、５０ｅＶ以下という超低速ビームの発生に成功した。動作時の真空度は、当初目標としていた１０－７Ｔｏｒｒを上回る１０－９Ｔｏｒｒ台を達成した。２次イオンのカウントレートについては、新たに作製した角度分解静電エネルギーアナライザと、既存イオン源との組合せによりＩＳＳスペクトル測定に成功し、１５０ｃｐｓ以上のカウントレートを得た。
- Ⅲ．評価
- イオン散乱分光法により表面スピン（磁性）を計測する新手法の開発である。
偏極イオンビームを作成し、表面磁気ヒステリシスを観測し、原理検証を終えたことは評価できる。レーザーでＨｅＳを励起し、ペニングイオン化して偏極Ｈｅイオンを作るに際していかに高密度なイオンビームを作れるかが成否を決める鍵となる。中間評価時点では予定通りの数値目標を達成している。今後は実用的な分析法になり得るか否かが問われるが、磁性材料の評価法は多数提案されており、競争は厳しいものが予想される。今後、開発を着実に推進すべきである。
[Ａ]
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