JPH11108610A - スピン偏極走査型トンネル顕微鏡及びその探針、及び磁化情報評価方法 - Google Patents
スピン偏極走査型トンネル顕微鏡及びその探針、及び磁化情報評価方法Info
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- JPH11108610A JPH11108610A JP26899797A JP26899797A JPH11108610A JP H11108610 A JPH11108610 A JP H11108610A JP 26899797 A JP26899797 A JP 26899797A JP 26899797 A JP26899797 A JP 26899797A JP H11108610 A JPH11108610 A JP H11108610A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定すべき磁性表面に与える外乱を極力抑制
し、高精度の測定が可能なスピン偏極走査型トンネル顕
微鏡及びその探針、および磁性表面の磁化情報の評価方
法を提供する。 【解決手段】 レーザ光の照射によってスピン偏極した
電子が励起される半導体材料により形成されたスピン偏
極走査型トンネル顕微鏡用の探針である。この探針は、
多角錘の錐面の頂点を先端とし、該先端をある間隔をお
いてある仮想平面に対向させ、該先端を画定する複数の
錐面のうち１つの錐面を、該仮想平面に対して垂直に配
置した場合に、先端のみにおいて仮想平面に最も近接す
るような形状とされている。
し、高精度の測定が可能なスピン偏極走査型トンネル顕
微鏡及びその探針、および磁性表面の磁化情報の評価方
法を提供する。 【解決手段】 レーザ光の照射によってスピン偏極した
電子が励起される半導体材料により形成されたスピン偏
極走査型トンネル顕微鏡用の探針である。この探針は、
多角錘の錐面の頂点を先端とし、該先端をある間隔をお
いてある仮想平面に対向させ、該先端を画定する複数の
錐面のうち１つの錐面を、該仮想平面に対して垂直に配
置した場合に、先端のみにおいて仮想平面に最も近接す
るような形状とされている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピン偏極走査型
トンネル顕微鏡及びその探針、及び磁化情報評価方法に
関する。スピン偏極走査型トンネル顕微鏡は、磁性材料
の磁化の様子を観察することができ、高い分解能を有す
る。
トンネル顕微鏡及びその探針、及び磁化情報評価方法に
関する。スピン偏極走査型トンネル顕微鏡は、磁性材料
の磁化の様子を観察することができ、高い分解能を有す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータの外部記憶用ハード
ディスク等の磁気記録媒体の記録密度が著しく向上して
いる。その磁気的情報を評価する手法として、磁気力顕
微鏡、ビッター法等が知られている。今後さらに記録密
度が向上し、１つの磁区が微細になると、これらの評価
方法では評価困難になると予測される。
ディスク等の磁気記録媒体の記録密度が著しく向上して
いる。その磁気的情報を評価する手法として、磁気力顕
微鏡、ビッター法等が知られている。今後さらに記録密
度が向上し、１つの磁区が微細になると、これらの評価
方法では評価困難になると予測される。
【０００３】微細な磁区を有する磁性表面の磁気的情報
を評価する新しい装置として、スピン偏極走査型トンネ
ル顕微鏡が提案されている。スピン偏極走査型トンネル
顕微鏡は、スピン偏極した伝導電子を有する探針の先端
を磁性材料の表面に微小な間隔で対向させ、探針と磁性
材料間にトンネル電流を流し、トンネル電流の大きさで
磁気的情報を評価する装置である。
を評価する新しい装置として、スピン偏極走査型トンネ
ル顕微鏡が提案されている。スピン偏極走査型トンネル
顕微鏡は、スピン偏極した伝導電子を有する探針の先端
を磁性材料の表面に微小な間隔で対向させ、探針と磁性
材料間にトンネル電流を流し、トンネル電流の大きさで
磁気的情報を評価する装置である。
【０００４】このスピン偏極走査型トンネル顕微鏡に
は、スピン偏極した電子を放出する探針が必要とされ
る。この探針は、試料に対して極めて接近して配置され
るため、試料の磁化情報を変化させないために非磁性体
で形成することが好ましい。非磁性体でスピン偏極した
電子を放出し得る材料としてＧａＡｓが知られている。
は、スピン偏極した電子を放出する探針が必要とされ
る。この探針は、試料に対して極めて接近して配置され
るため、試料の磁化情報を変化させないために非磁性体
で形成することが好ましい。非磁性体でスピン偏極した
電子を放出し得る材料としてＧａＡｓが知られている。
【０００５】Ｇ．ニューネス（G. Nunes）らにより、劈
開法を用いて作製したＧａＡｓの探針が報告されてい
る。この探針は、（１００）面のＧａＡｓ基板を、（１
００）面と９０°の角度をなす２面で劈開し、（１０
０）面と２つの劈開面の交点を先端とするものである。
開法を用いて作製したＧａＡｓの探針が報告されてい
る。この探針は、（１００）面のＧａＡｓ基板を、（１
００）面と９０°の角度をなす２面で劈開し、（１０
０）面と２つの劈開面の交点を先端とするものである。
【０００６】このＧａＡｓの探針に、ＧａＡｓのバンド
ギャップに相当する波長の円偏向レーザ光を照射するこ
とにより、価電子帯の電子を励起させ、スピン偏極した
伝導電子を得ることができる。伝導電子の偏極度は５０
％であり、その偏極方向は照射レーザ光の光軸に対して
平行である。偏極の向きは、円偏向レーザ光の旋回方向
により決まる。
ギャップに相当する波長の円偏向レーザ光を照射するこ
とにより、価電子帯の電子を励起させ、スピン偏極した
伝導電子を得ることができる。伝導電子の偏極度は５０
％であり、その偏極方向は照射レーザ光の光軸に対して
平行である。偏極の向きは、円偏向レーザ光の旋回方向
により決まる。
【０００７】この探針を磁性表面に対向させ、磁性表面
に平行な光軸を有するレーザ光を探針に照射すると、探
針内に、磁性表面に対して平行なスピン偏極を有する伝
導電子が励起される。トンネル電流の大きさは、磁性表
面の磁化の向きと探針内の電子のスピン偏極の向きとの
関係により変化する。従って、トンネル電流の大きさを
測定することにより、磁性表面の磁化の向きに関する情
報を得ることができる。
に平行な光軸を有するレーザ光を探針に照射すると、探
針内に、磁性表面に対して平行なスピン偏極を有する伝
導電子が励起される。トンネル電流の大きさは、磁性表
面の磁化の向きと探針内の電子のスピン偏極の向きとの
関係により変化する。従って、トンネル電流の大きさを
測定することにより、磁性表面の磁化の向きに関する情
報を得ることができる。
【０００８】磁性表面が、その表面に対して平行に磁化
されている場合には、レーザ光の光軸を磁性表面に対し
て平行にする。
されている場合には、レーザ光の光軸を磁性表面に対し
て平行にする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】Ｇ．ニューネスらの探
針を磁性表面に対向させると、その先端を画定する３つ
の錐面のすべてが磁性表面に対して斜めになり、磁性表
面側を向くことになる。従って、磁性表面に平行な光軸
を有するレーザ光を探針に照射すると、反射光が磁性表
面に入射してしまう。磁性表面に入射した反射光が外乱
となり、磁化情報の測定に悪影響を与えると思われる。
針を磁性表面に対向させると、その先端を画定する３つ
の錐面のすべてが磁性表面に対して斜めになり、磁性表
面側を向くことになる。従って、磁性表面に平行な光軸
を有するレーザ光を探針に照射すると、反射光が磁性表
面に入射してしまう。磁性表面に入射した反射光が外乱
となり、磁化情報の測定に悪影響を与えると思われる。
【００１０】本発明の目的は、測定すべき磁性表面に与
える外乱を極力抑制し、高精度の測定が可能なスピン偏
極走査型トンネル顕微鏡及びその探針、および磁性表面
の磁化情報の評価方法を提供することである。
える外乱を極力抑制し、高精度の測定が可能なスピン偏
極走査型トンネル顕微鏡及びその探針、および磁性表面
の磁化情報の評価方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、レーザ光の照射によってスピン偏極した電子が励起
される半導体材料により形成され、多角錘の錐面の頂点
を先端とし、該先端をある間隔をおいてある仮想平面に
対向させ、該先端を画定する複数の錐面のうち１つの錐
面を、該仮想平面に対して垂直に配置した場合に、前記
先端のみにおいて前記仮想平面に最も近接するスピン偏
極走査型トンネル顕微鏡用の探針が提供される。
と、レーザ光の照射によってスピン偏極した電子が励起
される半導体材料により形成され、多角錘の錐面の頂点
を先端とし、該先端をある間隔をおいてある仮想平面に
対向させ、該先端を画定する複数の錐面のうち１つの錐
面を、該仮想平面に対して垂直に配置した場合に、前記
先端のみにおいて前記仮想平面に最も近接するスピン偏
極走査型トンネル顕微鏡用の探針が提供される。
【００１２】先端を画定する錐面のうち１つの錐面が、
評価対象物の表面に対して垂直になるように配置して測
定を行う。評価対象物の表面に対して垂直に配置した錐
面に、評価対象物の表面に平行な光軸を有するレーザ光
を入射すると、その反射光の光軸も評価対象物の表面に
平行になる。このため、反射光が評価対象物に入射しな
くなり、反射光の入射による測定への影響を回避するこ
とができる。
評価対象物の表面に対して垂直になるように配置して測
定を行う。評価対象物の表面に対して垂直に配置した錐
面に、評価対象物の表面に平行な光軸を有するレーザ光
を入射すると、その反射光の光軸も評価対象物の表面に
平行になる。このため、反射光が評価対象物に入射しな
くなり、反射光の入射による測定への影響を回避するこ
とができる。
【００１３】本発明の他の観点によると、レーザ光の照
射によってスピン偏極した電子が励起される半導体材料
により形成され、多角錘の錐面の頂点を先端とし、該先
端をある間隔をおいてある仮想平面に対向させ、該先端
を画定する複数の錐面のうち１つの錐面を、該仮想平面
に対して垂直に配置した場合に、前記先端のみにおいて
前記仮想平面に最も近接する探針と、前記探針の先端に
ある間隔をおいて対向する平坦な試料保持面を有する試
料保持台と、前記探針の１つの錐面が前記試料保持面に
垂直になるように前記探針を保持する探針保持手段と、
前記探針の前記１つの錐面に、前記試料保持面に平行な
光軸を有するレーザ光を照射するためのレーザ光学系と
を有するスピン偏極走査型トンネル顕微鏡が提供され
る。
射によってスピン偏極した電子が励起される半導体材料
により形成され、多角錘の錐面の頂点を先端とし、該先
端をある間隔をおいてある仮想平面に対向させ、該先端
を画定する複数の錐面のうち１つの錐面を、該仮想平面
に対して垂直に配置した場合に、前記先端のみにおいて
前記仮想平面に最も近接する探針と、前記探針の先端に
ある間隔をおいて対向する平坦な試料保持面を有する試
料保持台と、前記探針の１つの錐面が前記試料保持面に
垂直になるように前記探針を保持する探針保持手段と、
前記探針の前記１つの錐面に、前記試料保持面に平行な
光軸を有するレーザ光を照射するためのレーザ光学系と
を有するスピン偏極走査型トンネル顕微鏡が提供され
る。
【００１４】探針に入射したレーザ光の反射光の光軸が
試料保持面に平行になる。このため、反射光が試料保持
面に載置した評価対象物に入射しなくなり、反射光の入
射による測定への影響を回避することができる。
試料保持面に平行になる。このため、反射光が試料保持
面に載置した評価対象物に入射しなくなり、反射光の入
射による測定への影響を回避することができる。
【００１５】本発明の他の観点によると、レーザ光の照
射によってスピン偏極した電子が励起される半導体材料
により形成され、多角錘の錐面の頂点を先端とし、該先
端をある間隔をおいてある仮想平面に対向させ、該先端
を画定する複数の錐面のうち１つの錐面を、該仮想平面
に対して垂直に配置した場合に、前記先端のみにおいて
前記仮想平面に最も近接する探針を、平坦な被測定表面
を有する試料の該被測定表面に対向させ、該探針の先端
を画定する錐面のうち１つの錐面が該被測定表面に垂直
になるように配置する工程と、前記１つの錐面に、前記
被測定表面に平行な光軸を有するレーザ光を照射する工
程と、前記探針と前記試料との間に直流電圧を印加し、
該探針と試料間に流れるトンネル電流を検出する工程と
を有する磁性表面の磁化情報評価方法が提供される。
射によってスピン偏極した電子が励起される半導体材料
により形成され、多角錘の錐面の頂点を先端とし、該先
端をある間隔をおいてある仮想平面に対向させ、該先端
を画定する複数の錐面のうち１つの錐面を、該仮想平面
に対して垂直に配置した場合に、前記先端のみにおいて
前記仮想平面に最も近接する探針を、平坦な被測定表面
を有する試料の該被測定表面に対向させ、該探針の先端
を画定する錐面のうち１つの錐面が該被測定表面に垂直
になるように配置する工程と、前記１つの錐面に、前記
被測定表面に平行な光軸を有するレーザ光を照射する工
程と、前記探針と前記試料との間に直流電圧を印加し、
該探針と試料間に流れるトンネル電流を検出する工程と
を有する磁性表面の磁化情報評価方法が提供される。
【００１６】探針に入射したレーザ光の反射光の光軸が
被測定表面に平行であるため、反射光が被測定表面に入
射しない。このため、反射光による測定への影響を回避
することができる。
被測定表面に平行であるため、反射光が被測定表面に入
射しない。このため、反射光による測定への影響を回避
することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明
の実施例によるスピン偏極走査型トンネル顕微鏡用探針
の斜視図を示す。共にＧａＡｓ単結晶により形成されて
いる。
の実施例によるスピン偏極走査型トンネル顕微鏡用探針
の斜視図を示す。共にＧａＡｓ単結晶により形成されて
いる。
【００１８】図１（Ａ）に示す探針は、（１００）面、
（０１１）面、及び（１−１０）面を３つの錐面とする
三角錐の頂点を先端とする。（１００）面と（０１１）
面とは直交し、（０１１）面と（１−１０）面とは６０
°で交わり、（１−１０）面と（１００）面とは４５°
で交わる。
（０１１）面、及び（１−１０）面を３つの錐面とする
三角錐の頂点を先端とする。（１００）面と（０１１）
面とは直交し、（０１１）面と（１−１０）面とは６０
°で交わり、（１−１０）面と（１００）面とは４５°
で交わる。
【００１９】この探針は、例えば（１００）面または
（０１１）面が表出したＧａＡｓ基板を劈開して作製す
ることができる。まず、ＧａＡｓ基板を〔１１０〕方向
に劈開する。劈開した方向に平行にガラス板を置いてケ
ガキながらさらに劈開し、（１−１０）面で劈開された
ＧａＡｓ片を探針とする。
（０１１）面が表出したＧａＡｓ基板を劈開して作製す
ることができる。まず、ＧａＡｓ基板を〔１１０〕方向
に劈開する。劈開した方向に平行にガラス板を置いてケ
ガキながらさらに劈開し、（１−１０）面で劈開された
ＧａＡｓ片を探針とする。
【００２０】図１（Ｂ）に示す探針は、（００１）面、
（１−１０）面、及び（０−１１）面を３つの錐面とす
る三角錐の頂点を先端とする。この探針は、（００１）
面または（１−１０）面が表出したＧａＡｓ基板を劈開
することにより作製できる。図１（Ｂ）に示す探針の形
状は、図１（Ａ）に示す探針と同様であり、図１（Ｂ）
の探針の（００１）面、（１−１０）面、及び（０−１
１）面が、それぞれ図１（Ａ）の探針の（１００）面、
（０１１）面、及び（１−１０）面に対応する。
（１−１０）面、及び（０−１１）面を３つの錐面とす
る三角錐の頂点を先端とする。この探針は、（００１）
面または（１−１０）面が表出したＧａＡｓ基板を劈開
することにより作製できる。図１（Ｂ）に示す探針の形
状は、図１（Ａ）に示す探針と同様であり、図１（Ｂ）
の探針の（００１）面、（１−１０）面、及び（０−１
１）面が、それぞれ図１（Ａ）の探針の（１００）面、
（０１１）面、及び（１−１０）面に対応する。
【００２１】次に、図２を参照して、図１（Ａ）に示す
探針を用いて磁性材料の表面の磁化情報を検出する方法
を説明する。なお、図１（Ｂ）に示す探針を用いる場合
も同様である。
探針を用いて磁性材料の表面の磁化情報を検出する方法
を説明する。なお、図１（Ｂ）に示す探針を用いる場合
も同様である。
【００２２】平坦な表面を有する磁性材料１の磁性表面
に、数オングストローム程度の間隔をおいて探針２の先
端を対向させる。このとき、（１００）面及び（０１
１）面が磁性材料１の磁性表面に垂直になるように探針
２を配置する。例えば磁性表面に垂直な光軸を有するレ
ーザ光３を、（１００）面に入射させる。レーザ光３
は、ＧａＡｓのバンドギャップに相当する波長を有する
円偏向レーザ光である。
に、数オングストローム程度の間隔をおいて探針２の先
端を対向させる。このとき、（１００）面及び（０１
１）面が磁性材料１の磁性表面に垂直になるように探針
２を配置する。例えば磁性表面に垂直な光軸を有するレ
ーザ光３を、（１００）面に入射させる。レーザ光３
は、ＧａＡｓのバンドギャップに相当する波長を有する
円偏向レーザ光である。
【００２３】レーザ光３の一部はＧａＡｓの探針に吸収
され、スピン偏極した電子を励起させる。この電子の偏
極方向は、レーザ光３の光軸に平行であり、その向きは
レーザ光３の旋回方向により決まる。磁性材料１には、
探針２に対して正電圧が印加されており、探針２の先端
と磁性材料１との間にトンネル電流が流れる。
され、スピン偏極した電子を励起させる。この電子の偏
極方向は、レーザ光３の光軸に平行であり、その向きは
レーザ光３の旋回方向により決まる。磁性材料１には、
探針２に対して正電圧が印加されており、探針２の先端
と磁性材料１との間にトンネル電流が流れる。
【００２４】トンネル電流の大きさは、探針２内のスピ
ン偏極した電子の偏極の向きと磁性材料１の磁化の向き
との相対的な関係により決まる。このため、トンネル電
流の大きさを測定することにより、磁性材料１の磁化の
向きを評価することができる。また、磁性表面内に関し
て探針２を走査することにより、磁性表面の磁区の分布
の様子を評価することができる。
ン偏極した電子の偏極の向きと磁性材料１の磁化の向き
との相対的な関係により決まる。このため、トンネル電
流の大きさを測定することにより、磁性材料１の磁化の
向きを評価することができる。また、磁性表面内に関し
て探針２を走査することにより、磁性表面の磁区の分布
の様子を評価することができる。
【００２５】レーザ光３の一部は、探針２の（１００）
面により反射する。（１００）面が磁性表面に対して垂
直に配置されているため、反射光の光軸も磁性表面に対
して平行になり、反射光が磁性材料１に入射しない。こ
のため、反射光による悪影響を排除し、安定した測定が
可能になる。
面により反射する。（１００）面が磁性表面に対して垂
直に配置されているため、反射光の光軸も磁性表面に対
して平行になり、反射光が磁性材料１に入射しない。こ
のため、反射光による悪影響を排除し、安定した測定が
可能になる。
【００２６】なお、レーザ光の入射する面が磁性表面に
対して垂直とされていることが好ましいが、反射光が実
質的に磁性表面に入射しない程度の傾きであれば、レー
ザ光の入射する面が磁性表面の法線に対して微小に傾い
ていてもよい。ここで、「実質的に磁性表面に入射しな
い」場合とは、反射光が磁性材料の外周よりも外側を通
過する場合、及び反射光が磁性材料に入射するが、その
入射点が観測点から離れているため観測に影響を与えな
いような場合を意味する。
対して垂直とされていることが好ましいが、反射光が実
質的に磁性表面に入射しない程度の傾きであれば、レー
ザ光の入射する面が磁性表面の法線に対して微小に傾い
ていてもよい。ここで、「実質的に磁性表面に入射しな
い」場合とは、反射光が磁性材料の外周よりも外側を通
過する場合、及び反射光が磁性材料に入射するが、その
入射点が観測点から離れているため観測に影響を与えな
いような場合を意味する。
【００２７】上記実施例では、ＧａＡｓを用いた探針に
ついて説明したが、ＧａＡｓ以外に、レーザ光の照射に
よってスピン偏極した電子が励起される半導体材料を用
いてもよい。この場合、多角錘の錐面の頂点を先端と
し、この先端をある間隔をおいてある仮想平面に対向さ
せ、先端を画定する複数の錐面のうち１つの錐面を、仮
想平面に対して垂直に配置した場合に、先端のみにおい
て前記仮想平面に最も近接するような形状とする。
ついて説明したが、ＧａＡｓ以外に、レーザ光の照射に
よってスピン偏極した電子が励起される半導体材料を用
いてもよい。この場合、多角錘の錐面の頂点を先端と
し、この先端をある間隔をおいてある仮想平面に対向さ
せ、先端を画定する複数の錐面のうち１つの錐面を、仮
想平面に対して垂直に配置した場合に、先端のみにおい
て前記仮想平面に最も近接するような形状とする。
【００２８】図３は、スピン偏極走査型トンネル顕微鏡
の概略図を示す。真空チャンバ１０の中に粗動ステージ
１１が配置され、その上に圧電素子１２を介して微動ス
テージ１３が取り付けられている。粗動ステージ１１
は、粗動ステージ制御装置５３により制御され、圧電素
子１２は圧電制御装置５２により制御される。微動ステ
ージ１４の上に、評価対称の磁性材料１４が載置され
る。磁性材料１４の上に、図２の場合と同様に探針１６
が配置されている。探針１６は探針ホルダ１５により所
定の位置に保持される。
の概略図を示す。真空チャンバ１０の中に粗動ステージ
１１が配置され、その上に圧電素子１２を介して微動ス
テージ１３が取り付けられている。粗動ステージ１１
は、粗動ステージ制御装置５３により制御され、圧電素
子１２は圧電制御装置５２により制御される。微動ステ
ージ１４の上に、評価対称の磁性材料１４が載置され
る。磁性材料１４の上に、図２の場合と同様に探針１６
が配置されている。探針１６は探針ホルダ１５により所
定の位置に保持される。
【００２９】粗動ステージ１１により、探針１６に対す
る磁性材料１４の相対位置の粗い位置決めが行われ、圧
電素子１２により、高精度の位置決めが行われる。ま
た、圧電素子１２により、磁性材料１４をその面内方向
に移動させることにより、２次元の走査が行われる。
る磁性材料１４の相対位置の粗い位置決めが行われ、圧
電素子１２により、高精度の位置決めが行われる。ま
た、圧電素子１２により、磁性材料１４をその面内方向
に移動させることにより、２次元の走査が行われる。
【００３０】磁性材料１４に、バイアス用電源５１から
直流電圧が印加される。探針１６と磁性材料１４間に流
れるトンネル電流がプリアンプ５０により増幅され、増
幅された電気信号が制御装置５４に入力される。バイア
ス用電源５１、圧電制御装置５２、及び粗動ステージ制
御装置５３は、制御装置５４により制御される。
直流電圧が印加される。探針１６と磁性材料１４間に流
れるトンネル電流がプリアンプ５０により増幅され、増
幅された電気信号が制御装置５４に入力される。バイア
ス用電源５１、圧電制御装置５２、及び粗動ステージ制
御装置５３は、制御装置５４により制御される。
【００３１】レーザ発振器３０から出力されたレーザ光
が、ポッケルスセル３１、λ／４板３２を通って真空チ
ャンバ１０内に導入され、探針１６に入射する。ポッケ
ルスセル３１は、レーザ発振器３０から出力されたレー
ザ光の偏光軸を旋回させる。偏光軸の旋回角は、ポッケ
ルスセル用電源３３からポッケルスセル３１に与えられ
る電圧により変化する。
が、ポッケルスセル３１、λ／４板３２を通って真空チ
ャンバ１０内に導入され、探針１６に入射する。ポッケ
ルスセル３１は、レーザ発振器３０から出力されたレー
ザ光の偏光軸を旋回させる。偏光軸の旋回角は、ポッケ
ルスセル用電源３３からポッケルスセル３１に与えられ
る電圧により変化する。
【００３２】λ／４板３２は、直線偏光されたレーザ光
を円偏光に変換する。円偏光の旋回の向き（右回りまた
は左回り）は、ポッケルスセル３１による偏光軸の旋回
角により制御される。すなわち、ポッケルスセル３１に
与える電圧を調節することにより、右旋回円偏光または
左旋回円偏光を発生させることができる。
を円偏光に変換する。円偏光の旋回の向き（右回りまた
は左回り）は、ポッケルスセル３１による偏光軸の旋回
角により制御される。すなわち、ポッケルスセル３１に
与える電圧を調節することにより、右旋回円偏光または
左旋回円偏光を発生させることができる。
【００３３】図４は、図３に示すスピン偏極走査型トン
ネル顕微鏡を用いて（１１１）面の表出したシリコン基
板表面の観察結果をスケッチした図である。シリコン基
板に印加するバイアス電圧を１．０Ｖとし、トンネル電
流は１．０ｎＡであった。なお、探針へのレーザ光の入
射は行わなかった。
ネル顕微鏡を用いて（１１１）面の表出したシリコン基
板表面の観察結果をスケッチした図である。シリコン基
板に印加するバイアス電圧を１．０Ｖとし、トンネル電
流は１．０ｎＡであった。なお、探針へのレーザ光の入
射は行わなかった。
【００３４】シリコン基板の（１１１）面の７×７構造
が明瞭に観察されていることがわかる。探針にレーザ光
を入射し、スピン偏極された電子を励起させて観察すれ
ば、磁性材料の磁区の様子を評価することができるであ
ろう。
が明瞭に観察されていることがわかる。探針にレーザ光
を入射し、スピン偏極された電子を励起させて観察すれ
ば、磁性材料の磁区の様子を評価することができるであ
ろう。
【００３５】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スピン偏極走査型トンネル顕微鏡の探針に入射するレー
ザ光が反射して、評価対象の試料に入射することを防止
できる。このため、外乱を抑制し、安定した観察を行う
ことが可能になる。
スピン偏極走査型トンネル顕微鏡の探針に入射するレー
ザ光が反射して、評価対象の試料に入射することを防止
できる。このため、外乱を抑制し、安定した観察を行う
ことが可能になる。
【図１】本発明の実施例によるスピン偏極走査型トンネ
ル顕微鏡用探針の斜視図である。
ル顕微鏡用探針の斜視図である。
【図２】探針、磁性材料、レーザ光の相対位置関係を示
すためのこれらの斜視図である。
すためのこれらの斜視図である。
【図３】スピン偏極走査型トンネル顕微鏡の概略図であ
る。
る。
【図４】スピン偏極走査型トンネル顕微鏡を用いたシリ
コン表面の観察結果をスケッチした図である。
コン表面の観察結果をスケッチした図である。
１ 磁性材料 ２ 探針 ３ レーザ光 １０ 真空チャンバ １１ 粗動ステージ １２ 圧電素子 １３ 微動ステージ １４ 磁性材料 １５ 探針ホルダ １６ 探針 ３０ レーザ発振器 ３１ ポッケルスセル ３２ λ／４板 ３３ ポッケルスセル用電源 ５０ プリアンプ ５１ バイアス用電源 ５２ 圧電制御装置 ５３ 粗動ステージ制御装置 ５４ 制御装置
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ光の照射によってスピン偏極した
電子が励起される半導体材料により形成され、多角錘の
錐面の頂点を先端とし、該先端をある間隔をおいてある
仮想平面に対向させ、該先端を画定する複数の錐面のう
ち１つの錐面を、該仮想平面に対して垂直に配置した場
合に、前記先端のみにおいて前記仮想平面に最も近接す
るスピン偏極走査型トンネル顕微鏡用の探針。 - 【請求項２】 前記探針がＧａＡｓ単結晶により形成さ
れ、前記頂点を画定する錐面が、（１００）面、（０１
１）面、及び（１−１０）面の３つの結晶面、または
（００１）面、（１−１０）面、及び（０−１１）面の
３つの結晶面である請求項１に記載のスピン偏極走査型
トンネル顕微鏡用の探針。 - 【請求項３】 レーザ光の照射によってスピン偏極した
電子が励起される半導体材料により形成され、多角錘の
錐面の頂点を先端とし、該先端をある間隔をおいてある
仮想平面に対向させ、該先端を画定する複数の錐面のう
ち１つの錐面を、該仮想平面に対して垂直に配置した場
合に、前記先端のみにおいて前記仮想平面に最も近接す
る探針と、 前記探針の先端にある間隔をおいて対向する平坦な試料
保持面を有する試料保持台と、 前記探針の１つの錐面が前記試料保持面に垂直になるよ
うに前記探針を保持する探針保持手段と、 前記探針の前記１つの錐面に、前記試料保持面に平行な
光軸を有するレーザ光を照射するためのレーザ光学系と
を有するスピン偏極走査型トンネル顕微鏡。 - 【請求項４】 レーザ光の照射によってスピン偏極した
電子が励起される半導体材料により形成され、多角錘の
錐面の頂点を先端とし、該先端をある間隔をおいてある
仮想平面に対向させ、該先端を画定する複数の錐面のう
ち１つの錐面を、該仮想平面に対して垂直に配置した場
合に、前記先端のみにおいて前記仮想平面に最も近接す
る探針を、平坦な被測定表面を有する試料の該被測定表
面に対向させ、該探針の先端を画定する錐面のうち１つ
の錐面が該被測定表面に垂直になるように配置する工程
と、 前記１つの錐面に、前記被測定表面に平行な光軸を有す
るレーザ光を照射する工程と、 前記探針と前記試料との間に直流電圧を印加し、該探針
と試料間に流れるトンネル電流を検出する工程とを有す
る磁性表面の磁化情報評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26899797A JP3698872B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | スピン偏極走査型トンネル顕微鏡及びその探針、及び磁化情報評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26899797A JP3698872B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | スピン偏極走査型トンネル顕微鏡及びその探針、及び磁化情報評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108610A true JPH11108610A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3698872B2 JP3698872B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=17466241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26899797A Expired - Fee Related JP3698872B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | スピン偏極走査型トンネル顕微鏡及びその探針、及び磁化情報評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3698872B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002365194A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Yuzo Mori | 高周波パルス走査トンネル顕微鏡 |
| US6750450B2 (en) * | 2001-03-05 | 2004-06-15 | Hokkaido University | Scanning magnetism detector and probe |
| US20040165482A1 (en) * | 2002-10-14 | 2004-08-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic medium using spin-polarized electrons and apparatus and method of recording data on the magnetic medium |
| US20200161072A1 (en) * | 2018-11-19 | 2020-05-21 | Nutech Ventures | Fast spin-polarized electron source |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP26899797A patent/JP3698872B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| US6750450B2 (en) * | 2001-03-05 | 2004-06-15 | Hokkaido University | Scanning magnetism detector and probe |
| KR100456369B1 (ko) * | 2001-03-05 | 2004-11-10 | 홋카이도 유니버시티 | 주사형 자기검출장치 및 주사형 자기검출장치용 탐침 |
| JP2002365194A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Yuzo Mori | 高周波パルス走査トンネル顕微鏡 |
| US20040165482A1 (en) * | 2002-10-14 | 2004-08-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic medium using spin-polarized electrons and apparatus and method of recording data on the magnetic medium |
| US8553517B2 (en) * | 2002-10-14 | 2013-10-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic medium using spin-polarized electrons and apparatus and method of recording data on the magnetic medium |
| US20200161072A1 (en) * | 2018-11-19 | 2020-05-21 | Nutech Ventures | Fast spin-polarized electron source |
| US11011337B2 (en) * | 2018-11-19 | 2021-05-18 | Nutech Ventures | Fast spin-polarized electron source |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3698872B2 (ja) | 2005-09-21 |
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