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Effects of swift heavy ion irradiation on magnetic properties of Fe-Rh alloy

Fe-Rh合金の結晶格子及び磁気構造における高速重イオン照射効果

福住 正文*; 知見 康弘; 石川 法人; 鈴木 基寛*; 高垣 昌史*; 水木 純一郎; 小野 文久*; Neumann, R.*; 岩瀬 彰宏*

Fukuzumi, Masafumi*; Chimi, Yasuhiro; Ishikawa, Norito; Suzuki, Motohiro*; Takagaki, Masafumi*; Mizuki, Junichiro; Ono, Fumihisa*; Neumann, R.*; Iwase, Akihiro*

Fe-50at.%Rh合金の高速重イオン照射を室温で行った。照射前後に、磁気特性を超伝導量子干渉計(SQUID)で、結晶構造をX線回折計(XRD)でそれぞれ測定した。また、試料表面近傍での照射誘起強磁性状態を評価するために、大型放射光施設SPring-8においてFe K吸収端近傍のX線磁気円二色性(XMCD)測定を行った。その結果、反磁性-強磁性転移温度以下でも高速重イオン照射によって強磁性状態が誘起され、そのときに格子が0.3%伸びることがわかった。照射した試料では強磁性に相当するXMCDスペクトルが得られ、これが照射イオンの質量や照射量に依存していることがわかった。電子励起及び弾性衝突によるエネルギー損失がFe-Rhの結晶格子及び磁気構造に与える影響について議論する。

We have performed swift heavy ion irradiations in Fe-50at.%Rh alloys at room temperature. Before and after the irradiations, the magnetic properties and the lattice structure are measured using Superconducting QUantum Interference Device (SQUID) and X-Ray Diffractometer (XRD), respectively. We have also performed X-ray Magnetic Circular Dichroism (XMCD) measurement near the Fe K-edge at the synchrotron radiation facility, SPring-8, to examine the irradiation-induced ferromagnetic state near the specimen surface. We have found that the swift heavy ion irradiations induce the ferromagnetic state in Fe-50at.%Rh alloy below the antiferromagnetism-ferromagnetism transition temperature of the unirradiated alloy and the lattice expasion by 0.3%. For the specimens irradiated with swift heavy ions, we observe the XMCD spectra correponding to ferromagnetisim, which depend on the mass of irradiating ions and/or irradiation fluence. Effects of energy loss through electronic excitation and elastic collisions on lattice and magnetic structures of Fe-Rh alloy are discussed.

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