JPS6017846A - 電子スピン偏極率検出器 - Google Patents
電子スピン偏極率検出器Info
- Publication number
- JPS6017846A JPS6017846A JP12324083A JP12324083A JPS6017846A JP S6017846 A JPS6017846 A JP S6017846A JP 12324083 A JP12324083 A JP 12324083A JP 12324083 A JP12324083 A JP 12324083A JP S6017846 A JPS6017846 A JP S6017846A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- current
- electron
- polarization
- center axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は電子線のスピン偏極率の２次元面内での測定に
係り、特にスピン偏極方向の検出に好適な装置に関する
ものである。
係り、特にスピン偏極方向の検出に好適な装置に関する
ものである。
磁化した強磁性体や、重原子からなる物体に電子線を照
射した場合、それらの物体に吸収される電子線量がスピ
ンに依存することを利用したスピン偏極率検出器は、］
）、Ｔ、ｐｉｅｒｃｅ他、１％ｅｖ、Ｓｃｉ。
射した場合、それらの物体に吸収される電子線量がスピ
ンに依存することを利用したスピン偏極率検出器は、］
）、Ｔ、ｐｉｅｒｃｅ他、１％ｅｖ、Ｓｃｉ。
Ｉｎｓｔｒｕｍ、 ５２ （１０） １９８１．１４３
７に開示されている。
７に開示されている。
まず、この方法の概略を第１図により説明する。
第１図に示すように、多結晶の金１０の表面に、その面
法線Ｎとαなる角度をなして電子線ｅを入射した場合、
該入射電子線ｅのスピン偏極率がゼロであれば、該入射
電子線ｅのエネルギーＥｌと、多結晶金１０に吸収され
る電流ＩＡＢを入射電流エエＮで規格化した値ｌ５＝４
ＡＢ／ＩＩＮとの関係は第２図のＩＳＯで示す直線とな
る。ただし、第２図はα＝２５° の場合を示している
。また入射電子線ｅが、紙面法線ｎの方向に−１−１０
０％または一１００％偏極している場合、これらの関係
はそれぞれ第２図のＩｓ↑及び■Ｓ↓で示す直線となる
。今ＩＳＯがゼロとなる入射エネルギーＥ ｌ ｆ：ｉ
ｌｏとし、このＥＩＯにおけるＩｓ↑、ｌＳ↓の値をそ
れぞれ＋１ｏ。
法線Ｎとαなる角度をなして電子線ｅを入射した場合、
該入射電子線ｅのスピン偏極率がゼロであれば、該入射
電子線ｅのエネルギーＥｌと、多結晶金１０に吸収され
る電流ＩＡＢを入射電流エエＮで規格化した値ｌ５＝４
ＡＢ／ＩＩＮとの関係は第２図のＩＳＯで示す直線とな
る。ただし、第２図はα＝２５° の場合を示している
。また入射電子線ｅが、紙面法線ｎの方向に−１−１０
０％または一１００％偏極している場合、これらの関係
はそれぞれ第２図のＩｓ↑及び■Ｓ↓で示す直線となる
。今ＩＳＯがゼロとなる入射エネルギーＥ ｌ ｆ：ｉ
ｌｏとし、このＥＩＯにおけるＩｓ↑、ｌＳ↓の値をそ
れぞれ＋１ｏ。
−４ｏとすると、エネルギーＥＩＯで入射する偏極率が
未知の電子線に対する１３＝ＩＳｘ を測定することに
より、紙面法線ｎの方向への偏極率Ｐ＝ＩＳｘ／工Ｏを
知ることができる。
未知の電子線に対する１３＝ＩＳｘ を測定することに
より、紙面法線ｎの方向への偏極率Ｐ＝ＩＳｘ／工Ｏを
知ることができる。
しかしながら、この方法は、−次元方向のスピン偏極率
しか測定できないこと、多結晶金１０の表面状態の変化
により、ＥＩＯが犬きく変化してしまうため、安定な測
定ができないこと、微小直流電流を高精度で測定しなけ
ればならないこと等の欠点があった。
しか測定できないこと、多結晶金１０の表面状態の変化
により、ＥＩＯが犬きく変化してしまうため、安定な測
定ができないこと、微小直流電流を高精度で測定しなけ
ればならないこと等の欠点があった。
したがって、本発明の目的は、スピン偏極率の２次元向
内成分の方向と大きさを、電子線照射物体の表面状態の
変化とは殆ど無関係に高精度で測定することのできる電
子スピン偏極率検出器を提供することにある。
内成分の方向と大きさを、電子線照射物体の表面状態の
変化とは殆ど無関係に高精度で測定することのできる電
子スピン偏極率検出器を提供することにある。
従来の検出器でも、偏極率の絶体値を変えずに、偏極方
向のみを反転させることのできる電子線に対しては、電
子線照射物体の表面状態の変化に殆ど影響されずに、偏
極率測定が可能である。本発明は偏極方向を反転するか
わりに・偏極方向（１−一定にしたまま物体への照射方
向を変え、等制約に偏極方向を反転したのと同じ結果を
得ている。この方式の採用により、従来法ではできなか
った２次元面内成分の方向と大きさの測定も可能となっ
た。
向のみを反転させることのできる電子線に対しては、電
子線照射物体の表面状態の変化に殆ど影響されずに、偏
極率測定が可能である。本発明は偏極方向を反転するか
わりに・偏極方向（１−一定にしたまま物体への照射方
向を変え、等制約に偏極方向を反転したのと同じ結果を
得ている。この方式の採用により、従来法ではできなか
った２次元面内成分の方向と大きさの測定も可能となっ
た。
以下、本発明の一実施例を第３図により説明する。検出
器の中心軸９にそって入射するスピン偏極率被測定電子
線１をコリメータ２でコリメートする。図中の矢印Ｓは
入射電子線１のスピン偏極方向を示している。この電子
線１をジェネレータ７からの移相が９０° ずれた正弦
波電圧Ｖｒ。
器の中心軸９にそって入射するスピン偏極率被測定電子
線１をコリメータ２でコリメートする。図中の矢印Ｓは
入射電子線１のスピン偏極方向を示している。この電子
線１をジェネレータ７からの移相が９０° ずれた正弦
波電圧Ｖｒ。
ｖｒ’ｅ印加した２対の互いに直交配置された偏向電極
３．３′間に入射し、中心軸９と電子線１のなす角αを
一定に保ったまま、中心軸９の回りに矢印Ｒで示すごと
く電子線１を回転される。さらにこの電子線１をリング
状偏向電極系４，４′によって作られた軸対称直流電界
Ｅｒの内部を通し、中心軸９に垂直な表面をもつ全多結
晶ターゲット６の上面に中心軸９となす角αを一定に保
ったまま入射方向のみを回転させながら入射させる。
３．３′間に入射し、中心軸９と電子線１のなす角αを
一定に保ったまま、中心軸９の回りに矢印Ｒで示すごと
く電子線１を回転される。さらにこの電子線１をリング
状偏向電極系４，４′によって作られた軸対称直流電界
Ｅｒの内部を通し、中心軸９に垂直な表面をもつ全多結
晶ターゲット６の上面に中心軸９となす角αを一定に保
ったまま入射方向のみを回転させながら入射させる。
ここで、スピンの方向Ｓは電子の運動方向と無関係に一
定であるため、回転する電子軌道１に対して静止する座
標系から見ると（すなわち、電子の入射方向が固定して
いるとすると）、中心軸９に対する電子スピン方向Ｓの
向きがターゲット表面と平行な面内で（つまり、中心軸
９のまわりに）回転することになる。従ってターゲット
６への吸収電流ｉｓは第４図に示すように＋ｆｍと−ｊ
ｒｎの間合正弦波的に変化する交流信号となる。シグナ
ルプロセッサ８によって、ジェネレータからの信号ｙｒ
で吸収電流ｌ５ｔ−同期検波し、ｉｓとｖｒの移相差Δ
ψとｉｓの大きさｆｍを測定する。
定であるため、回転する電子軌道１に対して静止する座
標系から見ると（すなわち、電子の入射方向が固定して
いるとすると）、中心軸９に対する電子スピン方向Ｓの
向きがターゲット表面と平行な面内で（つまり、中心軸
９のまわりに）回転することになる。従ってターゲット
６への吸収電流ｉｓは第４図に示すように＋ｆｍと−ｊ
ｒｎの間合正弦波的に変化する交流信号となる。シグナ
ルプロセッサ８によって、ジェネレータからの信号ｙｒ
で吸収電流ｌ５ｔ−同期検波し、ｉｓとｖｒの移相差Δ
ψとｉｓの大きさｆｍを測定する。
このΔψから偏極方向全算出し、このｊｍと、コレクタ
５で集めたターゲットからの２次′電子電流１２と吸収
電流ｉｓとの和（＝入射電流）との比［ｉｍ／（ｉ ２
＋ｉＳ）］からスピン偏極率を算出する。
５で集めたターゲットからの２次′電子電流１２と吸収
電流ｉｓとの和（＝入射電流）との比［ｉｍ／（ｉ ２
＋ｉＳ）］からスピン偏極率を算出する。
つまり、シグナルプロセッサ８中においては次式に従っ
て偏極方向ψおよびスピン偏極率Ｐがめられる。
て偏極方向ψおよびスピン偏極率Ｐがめられる。
ψ＝Δψ
Ｉ＋
ここでψは偏向電極３の面法線からビームの回転方向に
測った角度。工０は第２図に与えられているもので、タ
ーゲット６の表面状態のみに依存する定数である。
測った角度。工０は第２図に与えられているもので、タ
ーゲット６の表面状態のみに依存する定数である。
以上詳述したごとく、本発明によれば、スピン偏極率の
２次元面内成分の方向と大きさを、電子線照射物体の表
面状態とは殆ど無関係に検出できる。特に偏極方向は、
表面状態の影響を全く受けずに、単に位相を測定するだ
けで容易に検出できる。またｉｎ＋＋定附象が交流信号
であるために、ロックイン方式を採用することによりノ
イズの影響を受けずに安定に測定できる。
２次元面内成分の方向と大きさを、電子線照射物体の表
面状態とは殆ど無関係に検出できる。特に偏極方向は、
表面状態の影響を全く受けずに、単に位相を測定するだ
けで容易に検出できる。またｉｎ＋＋定附象が交流信号
であるために、ロックイン方式を採用することによりノ
イズの影響を受けずに安定に測定できる。
図＋ｉ】の間＠デな説明
第１図および第２図は、従来法によるスピン偏極率の測
定原ｙＵを説明するための模式図および曲線図、比３図
および第４図は、本発明による奄１子スピン偏極率検出
器の基本的な構成図およびその説明用曲線図である。
定原ｙＵを説明するための模式図および曲線図、比３図
および第４図は、本発明による奄１子スピン偏極率検出
器の基本的な構成図およびその説明用曲線図である。
１・・・被測定電子線、２・・・コリメータ、３．３’
・・・偏向電極、４．４’・・・リング状偏向電極、５
・・・２次電子コレクタ、６・・・多結晶金ターゲツト
、７・・・第１ 図 舅 Ｚ 図 Ｅｉ （θＶ）
・・・偏向電極、４．４’・・・リング状偏向電極、５
・・・２次電子コレクタ、６・・・多結晶金ターゲツト
、７・・・第１ 図 舅 Ｚ 図 Ｅｉ （θＶ）
Claims (1)
- １、検出器の中心軸にそって入射した電子線をコリメー
トする手段と、コリメートされた電子線を検出器の中心
軸に対して一定角度傾ける手段と、該傾斜角を一定に保
ったまま中心軸に対して電子線を回転させる手段と、該
電子線を、中心軸に対して一定の角度に保ったまま、タ
ーゲットに入射させる手段と、該ターゲットからの試料
電流を検出する手段と、該ターゲットからのすべての２
次電子電流を検出する手段と、該試料電流もしくは該２
次電子電流もしくはこれら両者の差の交流信号分と、前
記電子回転信号の移相差を検出する手段と、該交流信号
分の電流値と、該試料電流と該２次電子電流の和との比
を検出する手段と、該移相差から偏極方向を算出する手
段と、核化から偏極率を算出する手段とを有する電子ス
ピン偏極率検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12324083A JPS6017846A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 電子スピン偏極率検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12324083A JPS6017846A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 電子スピン偏極率検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017846A true JPS6017846A (ja) | 1985-01-29 |
| JPH0454336B2 JPH0454336B2 (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=14855666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12324083A Granted JPS6017846A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 電子スピン偏極率検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017846A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4839520A (en) * | 1986-10-03 | 1989-06-13 | Garth Simon C J | Production of pulsed electron beams |
| EP0490170A2 (en) * | 1990-11-30 | 1992-06-17 | Hitachi, Ltd. | Spin detector |
| US6639218B2 (en) | 2000-05-02 | 2003-10-28 | Hokkaido University | Electron spin analyzer |
| US6674073B2 (en) | 2000-04-28 | 2004-01-06 | Hokkaido University | Scattering target-holding mechanism and an electron spin analyzer |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3522961B2 (ja) * | 1996-03-25 | 2004-04-26 | ダイハツ工業株式会社 | 合成樹脂製の防振マウント用ブラケット |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP12324083A patent/JPS6017846A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4839520A (en) * | 1986-10-03 | 1989-06-13 | Garth Simon C J | Production of pulsed electron beams |
| EP0490170A2 (en) * | 1990-11-30 | 1992-06-17 | Hitachi, Ltd. | Spin detector |
| US5166522A (en) * | 1990-11-30 | 1992-11-24 | Hitachi, Ltd. | Spin detector |
| EP0490170A3 (ja) * | 1990-11-30 | 1994-02-23 | Hitachi Ltd | |
| US6674073B2 (en) | 2000-04-28 | 2004-01-06 | Hokkaido University | Scattering target-holding mechanism and an electron spin analyzer |
| US6639218B2 (en) | 2000-05-02 | 2003-10-28 | Hokkaido University | Electron spin analyzer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0454336B2 (ja) | 1992-08-31 |
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