磁性金属多層膜を用いた量子井戸状態による近藤効果の制御

摘要

本研究で調べた範囲ではCo原子とCu層の下に埋め込まれたCo層との問に働くRKKY的相互作用は小さく近藤効果にほとhど影響を及ぼさないが，交換相互作用 エネルギーJ_(ex)はd_(cu)~(-2）に比例するので，d_(cu)≦4MLでは急激に大きくなり近藤効果のエネルギースケールk_BT_kと同程度になりうる。J_(ex)-kk_BT_kでは近藤共鳴ピークの分裂やさらには抑制が起こると予想される。このような測定ができれば，最近スピン偏極STMで検出されたナノスケールでのRKKY相互作用25）を通常のSTMを用いて検出できるだけではなく，相補的な情報も得られるだろう。また，磁気的フラストレーションのある系での近藤効果など興味ある現象が観測できるかも知れない。Cu層が非常に薄い領域で信頼性のある実験をするには界面が原子レベルで均一な試料を作る必要があり，Cu／Co／Cu（100）の系では難しい。そこで現在，理想的な界面が得られると期待できるAg／Fe（100）の系を用いてAgの膜厚が数MLの領域で近藤効果の変調を観察することを行っている。この実験でほ股厚の測定誤差をなくすためSTMの形状像から直接的にAgの膜厚を決定することも行っており，すでにAg層内の量子井戸準位が股厚に依存して変化する様子が明瞭に見られている。また，本文の中で言及したファノ因子ヴの変化についてもその原因を調べている。本研究では近藤効果を変調させるために多層膜における量子井戸状態を用いたが，同じことは表面状態や量子井戸状態などの二次元電子系を試料南方向に閉じこめを行うことでも実現できるはずである。樹こ一次元的な量子閉じこめができれば量子振動やRKKY相互作用は遠くまで働くので強い効果が期待できる。このような一次元的量子状態を実現する場として，半導体表面上の超構造であるSi（111）4×11n27）やその上に成長するストライプ状銀薄膜などが考えられ，このような研究の発展も期待できる。本稿で紹介したCu／Co／Cu（100）多層膜の実験はすべてドイツ