JPH0454336B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0454336B2 JPH0454336B2 JP58123240A JP12324083A JPH0454336B2 JP H0454336 B2 JPH0454336 B2 JP H0454336B2 JP 58123240 A JP58123240 A JP 58123240A JP 12324083 A JP12324083 A JP 12324083A JP H0454336 B2 JPH0454336 B2 JP H0454336B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- target
- current
- polarization
- electron
- Prior art date
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- Expired
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 29
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 26
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は電子線のスピン偏極率の２次元面内で
の測定に係り、特にスピン偏極方向の検出に好適
な装置に関するものである。
の測定に係り、特にスピン偏極方向の検出に好適
な装置に関するものである。
磁化した強磁性体や、重原子からなる物体に電
子線を照射した場合、それらの物体に吸収される
電子線量がスピンに依存することを利用したスピ
ン偏極率検出器は、デイ、テイ、ピアース他、レ
ビユ オフ サイエンス インスツルメント、52
（10）1981、1437D.T.Pierce他、Rev.Sci.
Instrum.52（10）1981、1437に開示されている。
子線を照射した場合、それらの物体に吸収される
電子線量がスピンに依存することを利用したスピ
ン偏極率検出器は、デイ、テイ、ピアース他、レ
ビユ オフ サイエンス インスツルメント、52
（10）1981、1437D.T.Pierce他、Rev.Sci.
Instrum.52（10）1981、1437に開示されている。
まず、この方法の概略を第１図により説明す
る。第１図に示すように、多結晶の金１０の表面
に、その面法線Ｎとαなる角度をなして電子線ｅ
を入射した場合、該入射電子線ｅのスピン偏極率
がゼロであれば、該入射電子線ｅのエネルギーEi
と、多結晶金１０に吸収される電流IABを入射電
流IINで規格化した値Is＝IAB／IINとの関係は第２
図のIsoで示す直線となる。ただし、第２図はα
＝25°の場合を示している。また入射電子線ｅが、
紙面法線ｎの方向に＋100％または−100％偏極し
ている場合、これらの関係はそれぞれ第２図のIs
↑及びIs↓で示す直線となる。今Isoがゼロとな
る入射エネルギーEiをEipとし、このEipにおける
Is↑、Is↓の値をそれぞれ＋Io、−Ioとすると、
エネルギーEipで入射する偏極率が未知の電子線
に対するIs＝Isxを測定することにより、紙面法
線ｎの方向への偏極率Ｐ＝Isx／Ioを知ることが
できる。
る。第１図に示すように、多結晶の金１０の表面
に、その面法線Ｎとαなる角度をなして電子線ｅ
を入射した場合、該入射電子線ｅのスピン偏極率
がゼロであれば、該入射電子線ｅのエネルギーEi
と、多結晶金１０に吸収される電流IABを入射電
流IINで規格化した値Is＝IAB／IINとの関係は第２
図のIsoで示す直線となる。ただし、第２図はα
＝25°の場合を示している。また入射電子線ｅが、
紙面法線ｎの方向に＋100％または−100％偏極し
ている場合、これらの関係はそれぞれ第２図のIs
↑及びIs↓で示す直線となる。今Isoがゼロとな
る入射エネルギーEiをEipとし、このEipにおける
Is↑、Is↓の値をそれぞれ＋Io、−Ioとすると、
エネルギーEipで入射する偏極率が未知の電子線
に対するIs＝Isxを測定することにより、紙面法
線ｎの方向への偏極率Ｐ＝Isx／Ioを知ることが
できる。
しかしながら、この方法は、一次元方向のスピ
ン偏極率しか測定できないこと、多結晶金１０の
表面状態の変化により、Eipが大きく変化してし
まうため、安定な測定ができないこと、微小直流
電流を高精度で測定しなければならないこと等の
欠点があつた。
ン偏極率しか測定できないこと、多結晶金１０の
表面状態の変化により、Eipが大きく変化してし
まうため、安定な測定ができないこと、微小直流
電流を高精度で測定しなければならないこと等の
欠点があつた。
したがつて、本発明の目的は、スピン偏極率の
２次元面内成分の方向と大きさを、電子線照射物
体の表面状態の変化とは殆ど無関係に高精度で測
定することのできる電子スピン偏極率検出器を提
供することにある。
２次元面内成分の方向と大きさを、電子線照射物
体の表面状態の変化とは殆ど無関係に高精度で測
定することのできる電子スピン偏極率検出器を提
供することにある。
従来の検出器でも、偏極率の絶対値を変えず
に、偏極方向のみを反転させることのできる電子
線に対しては、電子線照射物体の表面状態の変化
に殆ど影響されずに、偏極率測定が可能である。
本発明は偏極方向を反転するかわりに、偏極方向
を一定にしたまま物体への照射方向を変え、等価
的に偏極方向を反転したのと同じ結果を得てい
る。この方式の採用により、従来法ではできなか
つた２次元面内成分の方向と大きさの測定も可能
となつた。
に、偏極方向のみを反転させることのできる電子
線に対しては、電子線照射物体の表面状態の変化
に殆ど影響されずに、偏極率測定が可能である。
本発明は偏極方向を反転するかわりに、偏極方向
を一定にしたまま物体への照射方向を変え、等価
的に偏極方向を反転したのと同じ結果を得てい
る。この方式の採用により、従来法ではできなか
つた２次元面内成分の方向と大きさの測定も可能
となつた。
以下、本発明の一実施例を第３図により説明す
る。検出器の中心軸９にそつて入射するスピン偏
極率測定電子線１をコリメータ２でコリメートす
る。図中の矢印Ｓは入射電子線１のスピン偏極方
向を示している。この電子線１をジエネレータ７
からの移相が90°ずれた正弦波電圧vr、vr′を印加
した２対の互いに直交配置された偏向電極３，
３′間に入射し、中心軸９と電子線１のなす角α
を一定に保つたまま、中心軸９の回りに矢印Ｒで
示すごとく電子線１を回転させる。さらにこの電
子線１をリング状偏向電極系４，４′によつて作
られた軸対称直流電界Erの内部を通し、中心軸９
に垂直な表面をもつ金多結晶ターゲツト６の上面
に中心軸９となす角αを一定に保つたまま入射方
向のみを回転させながら入射させる。
る。検出器の中心軸９にそつて入射するスピン偏
極率測定電子線１をコリメータ２でコリメートす
る。図中の矢印Ｓは入射電子線１のスピン偏極方
向を示している。この電子線１をジエネレータ７
からの移相が90°ずれた正弦波電圧vr、vr′を印加
した２対の互いに直交配置された偏向電極３，
３′間に入射し、中心軸９と電子線１のなす角α
を一定に保つたまま、中心軸９の回りに矢印Ｒで
示すごとく電子線１を回転させる。さらにこの電
子線１をリング状偏向電極系４，４′によつて作
られた軸対称直流電界Erの内部を通し、中心軸９
に垂直な表面をもつ金多結晶ターゲツト６の上面
に中心軸９となす角αを一定に保つたまま入射方
向のみを回転させながら入射させる。
ここで、スピンの方向Ｓは電子の運動方向と無
関係に一定であるため、回転する電子軌道１に対
して静止する座標系から見ると（すなわち、電子
の入射方向が固定しているとすると）、中心軸９
に対する電子スピン方向Ｓの向きがターゲツト表
面と平行な面内で（つまり、中心軸９のまわり
に）回転することになる。従つてターゲツト６へ
の吸収電流isは第４図に示すように＋inと−inの
間を正弦波的に変化する交流信号となる。シグナ
ルプロセツサ８によつて、ジエネレータからの信
号vrで吸収電流isを同期検波し、isとvrの移相差
Δとisの大きさinを測定する。このΔから偏極
方向を算出し、このinと、コレクタ５で集めたタ
ーゲツトからの２次電子電流i2と吸収電流isとの
和（＝入射電流）との比〔in／（i2＋is）〕からス
ピン偏極率を算出する。
関係に一定であるため、回転する電子軌道１に対
して静止する座標系から見ると（すなわち、電子
の入射方向が固定しているとすると）、中心軸９
に対する電子スピン方向Ｓの向きがターゲツト表
面と平行な面内で（つまり、中心軸９のまわり
に）回転することになる。従つてターゲツト６へ
の吸収電流isは第４図に示すように＋inと−inの
間を正弦波的に変化する交流信号となる。シグナ
ルプロセツサ８によつて、ジエネレータからの信
号vrで吸収電流isを同期検波し、isとvrの移相差
Δとisの大きさinを測定する。このΔから偏極
方向を算出し、このinと、コレクタ５で集めたタ
ーゲツトからの２次電子電流i2と吸収電流isとの
和（＝入射電流）との比〔in／（i2＋is）〕からス
ピン偏極率を算出する。
つまり、シグナルプロセツサ８中においては次
式に従つて偏極方向およびスピン偏極率Ｐが求
められる。
式に従つて偏極方向およびスピン偏極率Ｐが求
められる。
＝Δ
Ｐ＝in／I0（i2＋is）
ここでは偏向電極３の面法線からビームの回
転方向に測つた角度。Ipは第２図に与えられてい
るもので、ターゲツト６の表面状態のみに依存す
る定数である。ここでIpは前述したE0によつて影
響を受けるわけであるが、Epがターゲツトの表面
状態によつて影響されるほどにはIpは大きく影響
されない。
転方向に測つた角度。Ipは第２図に与えられてい
るもので、ターゲツト６の表面状態のみに依存す
る定数である。ここでIpは前述したE0によつて影
響を受けるわけであるが、Epがターゲツトの表面
状態によつて影響されるほどにはIpは大きく影響
されない。
以上詳述したごとく、本発明によれば、スピン
偏極率の２次元面内成分の方向と大きさを、電子
線照射物体の表面状態とは殆ど無関係に検出でき
る。特に偏極方向は、表面状態の影響を全く受け
ずに、単に位相を測定するだけで容易に検出でき
る。また測定対象が交流信号であるために、ロツ
クイン方式を採用することによりノイズの影響を
受けずに安定に測定できる。
偏極率の２次元面内成分の方向と大きさを、電子
線照射物体の表面状態とは殆ど無関係に検出でき
る。特に偏極方向は、表面状態の影響を全く受け
ずに、単に位相を測定するだけで容易に検出でき
る。また測定対象が交流信号であるために、ロツ
クイン方式を採用することによりノイズの影響を
受けずに安定に測定できる。
第１図および第２図は、従来法によるスピン偏
極率の測定原理を説明するための模式図および曲
線図、第３図および第４図は、本発明による電子
スピン偏極率検出器の基本的な構成図およびその
説明用曲線図である。 １……被測定電子線、２……コリメータ、３，
３′……偏向電極、４，４′……リング状偏向電
極、５……２次電子コレクタ、６……多結晶金タ
ーゲツト、７……ジエネレータ、８……シグナル
プロセツサ。
極率の測定原理を説明するための模式図および曲
線図、第３図および第４図は、本発明による電子
スピン偏極率検出器の基本的な構成図およびその
説明用曲線図である。 １……被測定電子線、２……コリメータ、３，
３′……偏向電極、４，４′……リング状偏向電
極、５……２次電子コレクタ、６……多結晶金タ
ーゲツト、７……ジエネレータ、８……シグナル
プロセツサ。
Claims (1)
- １ コリメートされた電子線を供給する手段、前
記電子線をその中心軸に対して所定の角度傾ける
とともにその角度を保持して前記中心軸の廻りに
回転させる手段、前記回転させられた電子線を前
記中心軸上に配置されたターゲツトに照射するよ
うに向きを変える手段、ターゲツトに照射された
電子線によるターゲツトの吸収電流を検出する手
段、ターゲツトに照射された電子線によるターゲ
ツトからの２次電子電流を検出する手段、前記電
子線を回転させる手段に与える信号と前記吸収電
流を検出する手段の信号とから電子線の偏極方向
を計算し、前記２次電子電流を検出する手段の信
号と前記吸収電流を検出する手段の信号及び前記
ターゲツトについて事前に与えられる定数から電
子線の偏極率を計算する手段とよりなることを特
徴とする電子スピン偏極率検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123240A JPS6017846A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 電子スピン偏極率検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123240A JPS6017846A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 電子スピン偏極率検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017846A JPS6017846A (ja) | 1985-01-29 |
| JPH0454336B2 true JPH0454336B2 (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=14855666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58123240A Granted JPS6017846A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 電子スピン偏極率検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017846A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09257075A (ja) * | 1996-03-25 | 1997-09-30 | Daihatsu Motor Co Ltd | 合成樹脂製の防振マウント用ブラケット |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2196175B (en) * | 1986-10-03 | 1990-10-17 | Trialsite Ltd | Production of pulsed electron beams |
| JPH04206427A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Hitachi Ltd | スピン検出器 |
| JP3383842B2 (ja) | 2000-04-28 | 2003-03-10 | 北海道大学長 | 散乱ターゲット保持機構及び電子スピン分析器 |
| JP3757263B2 (ja) | 2000-05-02 | 2006-03-22 | 国立大学法人 北海道大学 | 電子スピン分析器 |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP58123240A patent/JPS6017846A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09257075A (ja) * | 1996-03-25 | 1997-09-30 | Daihatsu Motor Co Ltd | 合成樹脂製の防振マウント用ブラケット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6017846A (ja) | 1985-01-29 |
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