SuperSOR計画

スピン分解光電子分光･ビｰムライン建設グルｰプ

スピン分解光電子分光は、物質に光を照射して物質外に放出される光電子のエネルギー、運動量とスピン状態を観察して、物質の示す多様な物性と電子状態のスピン依存性との関連を明らかにする実験方法であり、高輝度光源の利用によって飛躍的に発展すると期待される。特に物質の磁気相転移、表面磁性、化学反応における電子スピンの役割を明らかにする研究に威力を発揮すると考えられている。
このビームラインは、アンジュレーターからの高輝度放射光を利用するスピン分解光電子分光実験設備を備え、スピン分解光電子分光実験によって固体及び固体表面のスピンに依存した電子状態を観測して物質の磁気的性質の起源を明らかにすることを目的としている。また、直線および円偏光アンジュレータからの高輝度放射光を利用することによって偏光依存性も観測し、電子状態を詳細に研究する。実験の対象となる物質は、化合物磁性体、金属磁性体単結晶だけでなく、磁性薄膜、非磁性超薄膜、表面吸着原子、量子井戸・ドットなどのメゾスコピック系と広く、しかも今後さらに広がっていくと考えられる。このためビームラインには、表面の光電子分光に適合する高分解能分光器、スピン検出器を備えた角度分解光電子分光実験装置の他に、薄膜を始めとする試料作成・評価のための実験装置、スピン分解光電子分光実験と相補的な実験を行う、スピン偏極電子発生装置、磁気光学効果測定装置、スピン偏極逆光電子分光実験装置、スピン偏極低速電子線回折実験装置も不可欠である。

分光器：斜入射分光器

＜高輝度光源を用いたスピン分解光電子分光の研究にご興味のある研究者の方々へ＞

本ｸﾞﾙｰプへの積極的なご参加を歓迎します。
東大物性研柿崎 kakizaki@issp.u-tokyo.ac.jp までご連絡下さい。
サイエンス、装置、運営方法等に関するご意見もお願いします。「ユーザーからのコメント」欄に掲載させていただきます。

分光器作業グループ

木下　豊彦　（東京大学物性研究所）
藤沢　正美　（東京大学物性研究所）
小池　雅人　（原研）
奥田　太一　（東京大学物性研究所）
原沢　あゆみ（東京大学物性研究所）

測定系作業グループ

柿崎　明人　（東京大学物性研究所）
木下　豊彦　（東京大学物性研究所）
藤沢　正美　（東京大学物性研究所）
奥田　太一　（東京大学物性研究所）
原沢　あゆみ（東京大学物性研究所）
尾嶋　正治　（東京大学工学系研究科）
小野　寛太　（東京大学工学系研究科）
斉藤　智彦　（物質構造科学研究所）
仲武　昌志　（物質構造科学研究所）
藤森　淳　　（東京大学新領域創成科学研究科）
今田　真　　（大阪大学基礎工学研究科）
木村　昭夫　（広島大学理学部）
喬　山　　　（広島大学放射光科学研究センター）
小森　文夫　（東京大学物性研究所）
須藤　彰三　（東北大学大学院理学系研究科）
坂本　一之　（東北大学大学院理学系研究科）

第１回打ち合わせメモ

日時：2001年10月29日

場所：物性研　A554

出席者：柿崎、木下、斉藤、仲武、木村、今田、藤森、小野、小森、藤沢、奥田

１．本グループの目的とすること、現時点での分光器の仕様、装置を配置する部分の面積、 SuperSOR計画の現状などについて柿崎氏より説明があった。

２．まず分光器のエネルギー領域が、現計画で適当かどうかについての検討が行われた。その結果以下に示すことが暫定的に決定した。

a. 現在の案ではスピン分解光電子分光ビームラインはU1A(U60)に配置されている。一方U2Aに計画されている表面反応のビームラインでは低エネルギー(10eV程度)の利用が表面準位の測定には重要である。U1A(U60)は反射角が大きめで低エネルギー(10から300 eV程度)向き、 U2Aは反射角が小さくとれて、高エネルギーが有利であるので、スピン分解光電子分光ビームラインを U2Aに、表面反応ビームラインをU1Aにする方針が出された。
b. 電子軌道の変動はギャップ変更などでビームサイズの0.1%程度（ただしサイズ変化は１割近く）と見積もられているため十分使用に耐えうると考えられるため、分光器の仕様について光の強度を最大限に得るために入射slit なしのＰＧＭで考えていくという方針が出された。デザインについては当面SOR施設側でリファインしていく。
c. 測定装置以外に必要な物を検討した。試料作成のためにMBE装置、レーザーアブレーション装置（それぞれ別チャンバーでRHEED付き）、試料の評価としてSMOKE, オージェ、LEED、STM、相補的測定装置として、スピン分解IPES, EELS、試料冷却、加熱装置（4から1000 Ｋ程度）、試料の搬送や蒸着源の交換のためのロードロックなどを整備したい考えが各ユーザーから出された。
d. スピン分析装置としては、当面は小型Mottディテクターとし、その後VLEEDなどのR&Dがうまくいけば改良、改造を考えることにする。
e. 必要とする(目指す)エネルギー分解能はトータルで20 meV程度とする。そのためには半径100 mm以上の半球型アナライザーがよいのではないかという意見が出された。
f. 一方角度分解測定を行いたいという希望もあるが、上記アナライザーでのどのようにして角度分解測定をするのかについて、ALSの例や、SLSの例、さらに差動排気を用いてチャンバーごと回す方法、半球アナライザーごと真空チャンバー内に入れる方法などを検討したが、どれも一長一短有り結論が出なかったため11/5までに各自検討しとりまとめ役（奥田(ISSP)か仲武（KEK））のところにメールで連絡することになった。
g. とりまとめ役はそれらの結果を踏まえ11/13までに仕様書のたたき台づくりを行うことになった。

４．予算
　一般ユーザーが使用するので、SuperSORの予算枠内（現在7,000万円程度）で実験ステーション建設を目指す。これが無理な場合、本グループからの科研費申請を行うなど、外部資金を獲得し建設を目指す。グループ内での装置調達としては、19AのMott検出器、その他研究室のシエンタ、尾嶋研究室のレーザーアブレーション装置なども可能性が有る。

5. KEK-PF BL19Aでのスピン分解光電子分光装置のユーザーやスピン分光に興味のあると思われる他の研究グループにも積極的に参加してもらうことを確認した

次回検討会は11/13（火）15：00-物性研A554で行うことになった。