研究系及び研究施設の現状 123
分子動力学研究部門
横 山 利 彦 （教授）
A -1)専門領域：Ｘ線分光学、表面物性
A -2)研究課題：
a) Ｘ線磁気円二色性と磁気光学 K err 効果による磁性薄膜・ナノワイヤの表面分子化学的磁化制御の検討 b)Ｘ線吸収分光法による錯体磁性化合物の構造解析
A -3)研究活動の概略と主な成果
a) ナノスケール磁性薄膜は垂直磁化や巨大磁気抵抗などの興味深い磁気特性を示し，基礎科学的にも応用的な見地か らも広く研究が行われている。特に，薄膜表面を分子吸着などで化学的に修飾することで磁気特性が劇的に改質さ れること（例えば，スピン再配列転移が生じるなど）に注目し，磁気光学 K err 効果（ M OK E ）やＸ線磁気円二色性法
（X MC D ）により検討を行っている。今年度は，MOK E とX MC D 法を用いて，C oおよびNi/C u(001)薄膜のNO吸着によ るスピン再配列転移と垂直磁化安定化，Ni/C u(001)薄膜のC u被覆によるスピン再配列転移と垂直磁化安定化および 不安定化，C u単結晶ステップ表面上のC o薄膜の一軸異方的磁性，F e/C u(001)薄膜へのK 吸着効果による磁化増大な どに関して検討した。また，昨年度末から，表面界面の磁性を効果的に測定する磁気的第二高調波発生法（MSHG）シ ステムの構築を行っており，これまでの評価実験から十分な性能を有することを確認した。
b)Ｘ線吸収微細構造（X A F S）分光法は金属の電子状態や局所構造などに関する情報を与え，特に試料が単結晶でなく てよいという利点がある。今年度は，分子磁石として著名な Mn12クラスターの 1，2個の Mnを C rや F eで置換した分 子のC r，F e周囲の局所構造の決定を行った。また，光照射によって強磁性相へ転移するC sC uMoプルシアンブルー系 の低温光誘起相の電子状態・局所構造を X A F S により検討した。
B -1) 学術論文
K. AMEMIYA, S. KITAGAWA, D. MATSUMURA, H. ABE, T. OHTA and T. YOKOYAMA, “Direct Observation of
Magnetic Depth Profiles of Thin Fe Films on Cu(100) and Ni/Cu(100) with the Depth-Resolved X-Ray Magnetic Circular Dichroism,” Appl. Phys. Lett. 84, 936–938 (2004).
H. KONDOH, A. NAMBU, Y. EHARA, F. MATSUI, T. YOKOYAMA and T. OHTA, “Substrate Dependence of Self-
Assembly of Alkanethiol: X-Ray Absorption Fine Structure Study,” J. Phys. Chem. B 108, 12946–12954 (2004).
H. HACHISUKA, K. AWAGA and T. YOKOYAMA, “Structure and Magnetic Properties of the Single-Molecule Magnet
[Mn11CrO12(O2CCH3)16(H2O)4]·2CH3COOH·4H2O: Magnetization Manipulation and Dipolar-Biased Tunneling in a Mn11Cr/ Mn12 Mixed Crystal,” Phys. Rev. B 70, 104427 (2004).
S. SHIMIZU, V. G. ANAND, R. TANIGUCHI, K. FURUKAWA, T. KATO, T. YOKOYAMA and A. OSUKA, “Biscopper Complexes of Meso-Aryl-Substituted Hexaphyrin: Gable Structures and Varying Antiferromagnetic Coupling,” J. Am. Chem. Soc. 126, 12280–12281 (2004).
124 研究系及び研究施設の現状 B -7) 学会および社会的活動
学協会役員、委員
Executive Committee member of the International XAFS Society (2003.7- ).
日本化学会関東支部幹事 (1999.3-2001.12). 日本 X A F S 研究会幹事 (2001.1- ).
日本放射光学会評議員 (2004.1- ). 日本放射光学会幹事 (2005.1- ). 学会の組織委員
第 11回Ｘ線吸収微細構造国際会議プログラム委員 (2000.8).
X A F S 討論会プログラム委員 (1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004). 日本放射光学会年会組織委員，プログラム委員 (2005.1).
学会誌編集委員
日本放射光学会編集委員 (2000.9-2002.8, 2004.1- ). 日本放射光学会誌編集委員長 (2005.1- ).
科学研究費の研究代表者、班長等
科学研究費補助金特定領域研究「分子スピン」総括班事務局 (2003-2006).
C ) 研究活動の課題と展望
２００２年１月着任以降，磁性薄膜の表面分子科学的制御を主テーマとして研究グループをスタートさせた。磁性薄膜の磁気 的性質が分子吸着などの表面化学的な処理により劇的に変化する新しい現象の発見とその起源の解明を目指す。さらに 薄膜にとどまらず，ナノワイヤ・ナノドットの磁気特性とその分子科学的制御に迫りたい。実験手法としては，超高真空表面磁 気光学K err効果法，Ｘ線磁気円二色性法（UV SOR 利用），磁気的第二高調波発生法（フェムト秒T i:Sapphireレーザー使用） が既に動作しており，さらに今年度は極低温超高真空走査トンネル顕微鏡を導入し立ち上げ中である。これは磁性薄膜の 構造評価に用いる予定である。また，来年度以降，Ｘ線磁気円二色性法システムの電磁石を現在の常伝導（最大0.3 T ）か ら超伝導（最大7 T ）に大改造し，さらに研究対象を広げる計画である。系としては，巨大磁気抵抗を示す積層薄膜の分子吸 着等による磁化制御，原子・分子の吸着により磁化の増大する薄膜系の探索とその物理的起源の解明，表面のキュリー点 測定，磁場中徐冷法による表面構造配向の可能性，光誘起磁気転移を起こす系の元素選択的磁化測定などを研究目標に 置いている。
