高エネルギーXPSを用いた磁気トンネル素子の深部界面観察
Inquiry number
SOL-0000001379
Beamline
BL15XU (RIKEN Materials Science III)
Scientific keywords
| A. Sample category | inorganic material |
|---|---|
| B. Sample category (detail) | metal, alloy, insulator, ceramics |
| C. Technique | photoemission, photoionization |
| D. Technique (detail) | photoelectron spectra |
| E. Particular condition | interface |
| F. Photon energy | intermediate (2-4 keV), X-ray (4-40 keV) |
| G. Target information | chemical state, chemical bonding |
Industrial keywords
| level 1---Application area | storage device |
|---|---|
| level 2---Target | HD,MO |
| level 3---Target (detail) | magnetic head |
| level 4---Obtainable information | chemical state |
| level 5---Technique | XPS |
Classification
M50.10 photoelectron spectroscopy
Body text
高エネルギー光電子分光（XPS)は、高エネルギーＸ線により励起された光電子を分析することによって、試料表面の汚染層や変質層を気にすることなく、試料深部の電子状態や化学結合状態を知る解析法です。
本研究は、強磁性層と絶縁層をサンドイッチ構造にした磁気トンネル素子において、酸化アルミの絶縁層（トンネリング層）と強磁性FeCo合金層の界面の化学的急峻性を解析した結果です。下の左図は、試料の断面構造の概略図とそれをMg管球と3keVの放射光で観察した際のXPSサーベイスペクトルです。管球で測定をしますと、PtMn層のMn2pのXPSピークが全く観察されていないのに対して、3keVの放射光で励起したスペクトルでは、PtMn層のMn2pのピークが明瞭に観察できていることが分かります。
試料深部を観察できる放射光ＸＰＳで、光電子の取り出し角度（take-off angle: TOA）を変化させますと、試料深部を更に深さ方向に分解して観察することが可能になります。下の右図は、酸化アルミナとFeCo合金層の界面で、局所的にFeが酸化されていることを示す例です。なお、この時Coは金属状態を保っており、Feのみが選択的に酸化されていることを示しています。
[ H. Yoshikawa, Y. Kita, K. Watanabe, A. Tanaka, M. Kimura, A. Nisawa, A. M. Vlaicu, M. Kitamura, N. Yagi, M. Okui, M. Taguchi, R. Oiwa and S. Fukushima, Journal of Surface Analysis 9, 374-377 (2002), Fig. 5, 6,
©2002 表面分析研究会 ]
Source of the figure
Original paper/Journal article
Journal title
Journal of Surface Analysis 9 (2002) 374-377
Figure No.
Fig.5, Fig.6
Technique
Source of the figure
No figure
Required time for experimental setup
hour(s)
Instruments
| Instrument | Purpose | Performance |
|---|---|---|
| 高エネルギーXPS | 試料表面の汚染層を気にせず化学状態分析 | 最大分光エネルギー4.8keV、最大試料温度1000℃ |
References
| Document name |
|---|
| Journal of Surface Analysis 9 (2002) 374-377 |
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Questionnaire
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Ease of measurement
Middle
Ease of analysis
Middle
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