電子磁気円二色性（EMCD ）（電子エネルギー損失磁気キラル二色性としても知られる）は、XMCDのEELS [1]に相当します。
この効果は2003年に初めて提案され[2]、2006年にウィーン工科大学のピーター・シャットシュナイダー教授のグループによって実験的に確認されました[3]。
XMCDと同様に、EMCDは、逆ヘリシティを持つ磁場中で測定された2つのEELSスペクトルの差スペクトルです。適切な散乱条件[4]下では、特定の円偏光を持つ仮想光子が吸収され、スペクトル差が生じます。最も大きな差は、左円偏光を持つ仮想光子と右円偏光を持つ仮想光子がそれぞれ1つずつ吸収された場合に生じます。EMCDスペクトルの差を詳細に解析することで、原子のスピンや軌道磁気モーメントなどの磁気特性に関する情報を得ることができます。[5]
鉄、コバルト、ニッケルなどの遷移金属の場合、EMCDの吸収スペクトルは通常L端で測定されます。これは、イオン化エネルギーを提供する仮想光子の吸収による2p電子の3d状態への励起に対応します。この吸収は、電子エネルギー損失スペクトル（EELS）のスペクトル特性として確認できます。3d電子状態は元素の磁気特性の起源であるため、スペクトルには磁気特性に関する情報が含まれています。さらに、各遷移のエネルギーは原子番号に依存するため、得られる情報は元素固有です。つまり、特定の元素の特性エネルギー（鉄の場合は708 eV）でEMCDスペクトルを調べることで、その元素の磁気特性を区別することができます。
EMCDとXMCDはどちらも同じ電子遷移をプローブするため、得られる情報は同じです。しかし、EMCDはX線MCDよりも高い空間分解能[6] [7]と深さ感度を有しています。さらに、EMCDはEELS検出器を備えたあらゆるTEM で測定できますが、XMCDは通常、専用のシンクロトロンビームラインでのみ測定されます。
EMCDの初期の欠点は、EMCDに必要な90度の位相シフトを正確に与える厚さと配向を持つ結晶材料を必要としたことです。[3]しかし、最近開発された新しい手法により、電子渦ビームを用いることで、従来の手法のような幾何学的制約なしにEMCDを測定できることが実証されました。[8]
参照
参考文献
- ^ Egerton, RF (2009). 「TEMにおける電子エネルギー損失分光法」.物理学の進歩に関する報告. 72 (1) 016502. Bibcode :2009RPPh...72a6502E. doi :10.1088/0034-4885/72/1/016502. ISSN 0034-4885. S2CID 120421818.
- ^ Hébert, C.; Schattschneider, P. (2003). 「電子顕微鏡における二色性実験の提案」. Ultramicroscopy . 96 ( 3–4 ): 463– 468. doi :10.1016/S0304-3991(03)00108-6. ISSN 0304-3991. PMID 12871808.
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