電界放出型スピン偏極電子源の表面構造制御と特性評価

摘要

そこで，著者の研究グループでは，仮想光源のサイズが非常に小さく，市販の電子顕微鏡の分解能向上に貢献してきた「電界放出型電子源」によるスピン偏棰電子放出の基礎研究を進めてきた。電界放出現象は，先端の尖った金属微小針（エミッタ）に10~9 V/m程度の強電界を印加することで変形したポテンシャル障壁を，表面電子がトンネルする現象である。電界放出型電子源では，フェルミ準位近傍の電子が優先的に放出され，その仮想光源径は数nmであるので，高輝度電子源としてよく知られている。しかしながら，電子源のサイズが小さいが故に，Wエミッタ上にFe, Coを数原子層堆積させた電界放出型スピン偏極電子源では，超常磁性限界により放出電子のスピンが周期的に変動してしまう。また，1980年代に報告されたEuS/W電子源は，キュリー点(10K）以上で偏極度と放出電流が急激に減少することが指摘されている。