スピンゼーベック系Pt/YFeOの放射光硬X線光電子分光

HAXPES study of spin Seebeck system Pt/YFeO

小畠 雅明  ; 吉井 賢資  ; 福田 竜生  ; 川崎 郁斗  ; 岡根 哲夫  ; 山上 浩志; 矢板 毅; 針井 一哉; 家田 淳一   ; 岡安 悟  ; 日置 友智*; 吉川 貴史*; 齊藤 英治

Kobata, Masaaki; Yoshii, Kenji; Fukuda, Tatsuo; Kawasaki, Ikuto; Okane, Tetsuo; Yamagami, Hiroshi; Yaita, Tsuyoshi; Harii, Kazuya; Ieda, Junichi; Okayasu, Satoru; Hioki, Tomosato*; Kikkawa, Takashi*; Saito, Eiji

スピンゼーベック系Pt/YFeO(YIG)に対し、放射光を用いた硬X線光電子分光(HAXPES)により特異物性などの起源を明らかにすることを試みた。実験は、SPring-8の原子力機構放射光ビームラインBL22XUにおいて入射光エネルギー8keVを照射して行った。対象系は、外部磁場が存在しない状況でもホール効果を発現することが報告されている(異常ホール効果)。この起源として、YIG中のFeイオンがPt膜に染み出し、磁性を持つ金属間化合物を生成していることが示唆された。そこでHAXPESにより、界面近傍の鉄イオン等の電子状態を測定した。Fe 1s光電子スペクトルからは、鉄イオンが3+のものと金属的な0価に近い2つの状態が存在することが判明し、このシナリオを支持する結果が得られた。また、発電効率の異なる試料に対しHAXPES測定を行い、発電効率の低い試料ではFe 1s光電子ピークがブロードになっており、鉄イオンの価数が複数存在する不均質な状態であることが示唆された。これらの測定ではPt 4fやO 1sスペクトルなども観測しており、詳しい結果は当日報告する。

We have conducted high energy X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPES) measurements on spin Seebeck system Pt/YFeO(YIG) using synchrotron radiation at BL22XU of SPring-8. It was found that the Fe ions are partially converted to a metallic Fe state, a finding being consistent with the proposed mechanism of characteristic behavior such as anomalous Hall effect. We have also observed that two or more valence states of Fe ions in samples with low electric power generations, showing an inhomogeneous nature of the system. The other spectra such as O 1s and Pt 4f will be presented at the conference,