偏光制御型軟 X 線光源による 鉄磁性ナノ薄膜の L 端共鳴磁気光学効果の研究 L-edge resonant magneto-optic effect of a Fe nanofilm by polarization-controlled soft X-ray source 久保田雄也, 田口宗孝 A , 山本真吾, 染谷隆史, 横山優一, 山本航平, 田久保耕, 平田靖 透, 山本達, 宮脇淳, 荒木実穂子, 角田匡清 B , 原田慈久, 大門寛 A , 和達大樹, 松田巌 (東大物性研, 奈良先端大 A , 東北大工 B ) Y. Kubota, M. Taguchi A , Sh. Yamamoto, T. Someya, Y. Yokoyama, K. Yamamoto, K. Takubo, Y. Hirata, S. Yamamoto, J. Miyawaki, M. Araki, M. Tsunoda B , Y. Harada, H. Daimon A , H. Wadati and I. Matsuda (ISSP, the Univ. of Tokyo, A NAIST, B Department of Electronic Engineering, Tohoku Univ.) 磁気光学カー効果(MOKE)とは、磁性体に直線偏光した光を入射すると反射光は楕 円偏光となり、その主軸の向きが入射光の偏光方向から回転する現象である。偏光方向 の回転角であるカー回転角は磁性体の磁気モーメントの大きさに比例するため、 MOKE 測定は物質の磁性情報を抽出する手法の一つである。さらに、入射する光を磁性元素の 吸収端に合わせることで、元素選択的測定が可能であるとともに、従来の可視光レーザ ーを用いた測定よりも巨大なカー回転角を観測できることが知られている[1, 2]。 我々のグループでは、SPring-8 BL07LSU にて世界唯一の分割型クロスアンジュレー タを整備し、偏光制御された高輝度軟 X 線を発生することに成功した[3]。本光源をも とに様々な偏光軟 X 線を鉄ナノ薄膜に照射し、それぞれの共鳴 MOKE を測定した。s 偏光入射時の鉄の L 殻吸収端におけるカー回転角スペクトルを図 1 に示す。また、鉄の 光学定数から[4]、現象論に基づくカー回転角スペクトルの計算を行い、実験結果を再 現する結果が得られた。さらに、共鳴 X 線散乱理論を用いたクラスター計算結果[1]と の比較も行い、ミクロとマクロの両視点から磁気光学効果の理解を試みた。 また、SPring-8 BL07LSU では、分割 型クロスアンジュレータを用いた 10 Hz の高速偏光スイッチングを世界で初 めて成功した。この手法を用いること で、より高精度な X 線磁気円二色性 (XMCD)吸収分光や共鳴 MOKE 測定 が可能である。さらに、MOKE 測定に 偏光スイッチングを適用した光学遅延 変調法にも期待が寄せられている。本 講演では、偏光スイッチングを用いた XMCD、共鳴 MOKE 結果も合わせて報 告する。 [1] Sh. Yamamoto et al., Phys. Rev. B 89, 064423 (2014). [2] S. Valencia et al., Physica B 345, 189-192 (2004). [3] S. Yamamoto et al., J. Synchrotron Rad. 21, 352-365 (2014). [4] H.-Ch. Mertins et al., J. Magn. Magn. Mater. 240, 451-453 (2002). 図 1:L 殻吸収端における鉄ナノ薄膜のカ ー回転角スペクトル。実験結果(黒丸)と 現象論に基づく計算結果(白丸)を示す。