九州大学-研究者情報 [中川剛志 (准教授) 総合理工学研究院物質科学部門]

Surface magnetism of Fe and Co on W surfaces
2015.04～2016.03, 代表者：Takeshi Nakagawa, Kyushu University
Invesitgation of surface magnetism of Fe and Co on W surfaces has been done using spin polarized scanning tunneling microscope (in Germany) and magnetic circular dichroism measurement (in Japan)
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W(112)上のCoおよびFeナノ構造のXMCD測定
2015.04～2016.03, 代表者：中川剛志, 九州大, 九州大
W(112)上のCoおよびFeナノ構造を九州大にて作製、構造評価し、分子科学研究所にてXMCD測定を行った。その結果、単層のFeおよび2層のCoにて３～５T程度の巨大な保磁力を見出すことに成功した。.

表面磁区の化学吸着によるダイナミックス
2012.11～2015.03, 九州大学大学院総合理工学研究院
新たに開発して時期二色性光電子顕微鏡を用いて、表面磁区構造の変化を追跡し、磁区が変化する機構を解明する。主な対象は水素分子吸着によるニッケル表面磁区構造の変化である。.

表面磁区の化学吸着によるダイナミックス
2012.11～2013.03, 九州大学大学院総合理工学研究院
新たに開発して時期二色性光電子顕微鏡を用いて、表面磁区構造の変化を追跡し、磁区が変化する機構を解明する。主な対象は水素分子吸着によるニッケル表面磁区構造の変化である。.

研究業績

主要著書

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主要原著論文

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1.	NAKAGAWA Takeshi, Oscillations of the Orbital Magnetic Moment due to d-Band Quantum Well States, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 10.1103/PhysRevLett.113.067203, 113, 6, 2014.08.
2.	T. Nakagawa, and T. Yokoyama, Laser induced threshold photoemission magnetic circular dichroism and its application to photoelectron microscope, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 186, 356, 2012.12, This work enlightens the threshold photoemission magnetic circular dichroism (MCD) and its adaption on photoemission electron microscopy (PEEM) using lasers. MCD is a simple and efficient way to investigate magnetic properties since it does not need any spin analyzers with low efficiency, and thus the MCD related techniques have developed to observe magnetic domains. Usually, MCD in a total yield measurement in the valence band with weak spin–orbit coupling (SOC) excited by low photon energy (hν≤ 6 eV) does not compete with the X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) with strong SOC. XMCD PEEM observation of magnetic domains has been successfully established while MCD PEEM derived from valence bands has not been. However, using angle and energy resolved photoelectron, valence band MCD provides large asymmetry similar to that by XMCD. Threshold measurement of photoelectron in a total electron yield procedure can take advantage of the measurement of photoelectrons with a limited angle and energy mode. This restriction of the photoelectron makes the threshold MCD technique an efficient way to get magnetic information and gives more than 10% asymmetry for Ni/Cu(0 0 1), which is comparable to that obtained by angle resolved photoemission. Thus the threshold MCD technique is a suitable method to observe magnetic domains by PEEM. For threshold MCD, incident angle dependence and high sensitivity to out-of-plane magnetized films compared with in-plane ones are discussed. Ultrashort pulse lasers make it feasible to measure two photon photoemission MCD combined with PEEM, where resonant excitation has a possibility to enhance dichroic asymmetry. Recent results for valence band magnetic dichroism PEEM are presented..
3.	T. Nakagawa, Y. Takagi, T. Yokoyama, T. Methfessel, S. Diehl, H.J. Elmers, Giant Magnetic Anisotropy Energy and Coercivity in Fe island and atomic wire on W(110), Phys. Rev. B, 86, 144418, 2012.11, We have directly investigated the giant magnetic anisotropy energy and coercivity of monolayer (ML) Fe islands and stripes on flat and stepped W(110) surfaces using x-ray magnetic circular dichroism. Both for islands and stripes, the magnetic anisotropy energy is ∼1.0 meV/atom, independent of the coverage below 0.5 ML. On the contrary, the coercive field of the islands rapidly drops from 4.3 T at 0.25 ML to 1.9 T at 0.50 ML, while that of the stripes moderately degrades from 3.5 T at 0.15 ML (∼3 atom rows) to 3.0 T at 0.50 ML. We explain the contrastive behavior for the islands and stripes by different nucleation and remagnetization processes. Considering the enhanced Fe moment, we find an unprecedented large value of the energy product BHmax=5 MJ/m3..

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

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1.	中川剛志, 紫外レーザー励起による磁気円二色性光電子顕微鏡, 日本学術振興会　産学協力研究委員会特別事業, 2013.03.

主要学会発表等

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1.	Shahadat Hossain, Takeshi Nakagawa, Synthesis of B4 cluster on Mo(112) surface, ACS Spring meeting 2023, 2023.03.
2.	M.T. Kibria, T. Nomitsu, T. Nakagawa and S. Mizuno, Investigation of Magnetic Dead Layer on Iron Silicide Surfaces, International Symposium on Surface Science(ISSS8), 2017.10, We report the magnetic dead layer at the interfaces between Fe and Si(111) surfaces. From the thickness dependent magnetization measurements, we decided the magnetic dead layer for Fe/c(8×4) silicide, Fe/p(2×2) silicide, and Fe/Si(111)-7×7 to be 3.0 ML, 5.0 ML, and 7.5 ML, respectively. Our results indicate that the c(8×4) iron silicide surface prevents further silicide formation more effectively than the p(2×2) silicide and Si(111)-7×7 surface..
3.	NAKAGAWA Takeshi, Imaging of ferromagnetic ultrathin films using threshold magnetic circular dichroism PEEM, PEEM Workshop6　, 2015.11.
4.	NAKAGAWA Takeshi, Non-parallel alignment of Co spins on W(110), ICMFS2015, 2015.07.
5.	松尾ともみ, 白濱順哉, 中川剛志, 水野清義, 超高真空中におけるSiC(0001)表面上のエピタキシャルSiON薄膜形成 , 日本物理学会, 2015.03.
6.	山口功介, 川島智幸, 水野清義, 中川剛志, 高い保磁力を有するW(112)上鉄原子鎖の研究 , 日本物理学会, 2015.03.
7.	山口功介, 川島智幸, 水野清義, 中川剛志, W(112)上の鉄原子鎖の構造解析および磁性 , 日本物理学会, 2014.09.
8.	中野　裕仁, 中川剛志, 江口　敬太郎, 横山　利彦, 高木　康多, W(110)基板上における反強磁性コバルト, 日本物理学会, 2014.03.
9.	中野　裕仁, 中川剛志, 江口　敬太郎, 横山　利彦, 高木　康多, XMCD/XMLD による W(110)基板上Co超薄膜の磁性, 第27回日本放射光学会, 2014.01.
10.	中野　裕仁, 中川剛志, 江口　敬太郎, 横山　利彦, 高木　康多, XMCD/XMLD による W(110)基板上Co超薄膜の磁性, 第27回日本放射光学会, 2014.01.
11.	中川剛志, W(110)基板上Co超薄膜の磁性研究, 日本物理学会秋季大会, 2013.09.
12.	Takeshi Nakagawa, Toshihiko Yokoyama, Energy Filtered Magnetic Circular Dichroism PEEM for Magnetic Domain Observation, 8th international workshop on LEEMPEEM, 2012.01.

学会活動

所属学会名

日本物理学会

日本表面科学会

日本放射光学会

学協会役員等への就任

2020.04～2023.03, 日本表面真空学会, 運営委員.

2019.04～2022.03, 日本表面科学会, 運営委員.

2019.04～2020.03, 日本放射光学会, プログラム委員.

2018.04～2019.03, 日本放射光学会, プログラム委員.

2014.05～2016.03, 日本表面科学会, 地域セミナー委員.

2014.04～2015.10, 日本物理学会, 運営委員.

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

2018.12.08～2018.12.08, 応用物理学会九州支部講演会, 座長（Chairmanship）.

2018.06.09～2018.06.09, 日本表面真空学会九州支部講演会, 座長（Chairmanship）.

2019.03.14～2019.03.17, 日本物理学会, 座長（Chairmanship）.

2016.06.11～2016.06.11, 九州表面真空研究会, 世話人.

2015.09.16～2015.09.19, 日本物理学会, 座長（Chairmanship）.

2013.12.01～2013.12.06, 9th International Symposium on Atomic Level Characterizationsfor New Materials and Devices '13 （ALC13）, 座長（Chairmanship）.

2012.07.09～2012.07.13, International conference on magnetism, 座長（Chairmanship）.

2016.06.11～2016.06.11, 九州表面真空研究会, 世話人.

2015.09.16～2015.09.19, 日本物理学会, 運営委員.

2015.03.21～2015.03.24, 日本物理学会, 運営委員.

2014.09.07～2014.09.11, 日本物理学会, 運営委員.

学術論文等の審査

年度	外国語雑誌査読論文数	日本語雑誌査読論文数	国際会議録査読論文数	合計
2021年度	2	0	0	2
2022年度	3	0	0	3
2020年度	4	1	0	5
2019年度	2	3	1	6
2019年度	4	3	1	8
2018年度	2	0	1	3
2017年度	1	1	0	2
2016年度	2	0	3	5
2015年度	3	1	2	6
2014年度	2	0	2	4
2013年度	4	2	2	8
2012年度	4	0	2	6

その他の研究活動

外国人研究者等の受入れ状況

2020.01～2020.01, 2週間未満, Malaysia-Japan International Institute of Technology, Malaysia, 科学技術振興機構.

研究資金

科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)

2022年度～2024年度, 基盤研究(C), 代表, ホウ素と磁性金属界面の作製とその偏極光電子によるスピン伝導測定.

2013年度～2015年度, 基盤研究(B), 代表, 磁性遷移金属ナノ構造における巨大磁気異方性と保磁力機構の解明.

2015年度～2017年度, 基盤研究(B), 分担, 複雑な表面構造解析のための微小電子源を用いた電界放出低速電子回折法の開発.

2015年度～2018年度, 基盤研究(B), 分担, 複雑な表面構造解析のための微小電子源を用いた電界放出低速電子回折法の開発
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2020年度～2021年度, 基盤研究(C), 分担, 電界放出低速電子回折装置の開発と複雑な表面構造の解析.

競争的資金(受託研究を含む)の採択状況

2013年度～2013年度, 日本板硝子材料工学助成会, 代表, 重元素酸化物表面における巨大スピン軌道相互作用による磁気特性の向上.

寄附金の受入状況

2013年度, 公益財団法人日本板硝子材料工学助成会, 公益財団法人日本板硝子材料工学助成会平成25年度（第35回）研究助成.

九大関連コンテンツ

pure2017年10月2日から、「九州大学研究者情報」を補完するデータベースとして、Elsevier社の「Pure」による研究業績の公開を開始しました。

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総合理工学研究院


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