高エネルギー重イオン照射したBa(FeMn)O単結晶薄膜の磁気特性及び状態評価

Magnetic properties and chemical states in thin films of Ba(FeMn)O single crystal irradiated with swift heavy ions

篠田 遼一*; 石川 法人   ; 平尾 法恵; 山本 博之; 馬場 祐治  ; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*

Shinoda, Ryoichi*; Ishikawa, Norito; Hirao, Norie; Yamamoto, Hiroyuki; Baba, Yuji; Matsui, Toshiyuki*; Iwase, Akihiro*

SrTiO(011)基板表面に作成したBa(FeMn)O(BFMO)単結晶薄膜の磁性発現機構における膜中の酸素欠損量の影響を明らかにする目的で、同試料に高エネルギー重イオンビームを照射し、酸素欠損に起因する構造及び磁気特性の変化とイオン価数状態との相関を調べた。試料は、レーザーアブレーション法(PLD法)により合成し、それに200MeVのXeイオンを照射した。照射前後において、X線構造評価,磁気特性評価、及び軟X線光電子分光(XPS)による状態評価を行った。X線回折測定の結果より、イオン照射量を増加させるに従い格子定数は増加し、310(cm)照射後の試料では未照射試料に比べ、格子定数は約0.01増大した。また磁気特性については、イオン照射量の増加に伴う飽和磁化の減少が観察された。XPSの解析によれば、Fe, Mn両イオンの価数状態は、酸素欠損量の増大とともに、Feイオンは高価数側へ、Mnイオンは低価数側へと変化しており、成膜時における酸素欠損制御の場合と同様の傾向を示した。一方、XPSピークシフトの入射エネルギー依存性評価結果から、照射試料については最表面近傍と内部では異なったイオン価数状態の存在を示唆する結果が得られた。

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