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Real-space atomic-scale analysis of the ordering of strongly correlated electrons by low-temperature monochromated aberration-corrected STEM

Research Project

Project/Area Number 17K04984
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Nanostructural physics
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

NAGAI Takuro  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 主幹エンジニア (90531567)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsローレンツ顕微鏡法 / 球面収差補正 / モノクロメータ / ヘリカル反強磁性 / 磁気ソリトン / 磁気相分離 / 透過型電子顕微鏡 / 軌道秩序 / 角度分解EELS / 強相関電子系 / 強相関エレクトロニクス / 電子顕微鏡 / 計測工学
Outline of Final Research Achievements

We developed high-resolution Lorentz microscopy using a monochromator and an image Cs corrector. This microscopy enabled the information limit of 0.6 nm in the Lorentz images, leading observation of lattice fringes of the period of 0.62 nm under the condition that no external magnetic field was applied to the specimen. We resolved 1.4 nm distant, inverted magnetic moments in Dy, a rare-earth metal, by this method. Further, we successfully performed real-space observation of magnetic soliton existing in no external magnetic fields and nanoscale magnetic phase separation induced by external magnetic fields in Dy using the high-resolution Lorentz microscopy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

次世代のスピントロニクスデバイスの研究開発においては、用いるナノスケール磁性体の磁気構造を明確に捉えることが基本となる。本研究で開発された、サブナノスケールで磁気構造を可視化するローレンツ顕微鏡法は、これらの研究開発を加速させるものと考えられる。また、この高分解能磁気イメージング技術は固体物理、材料科学等の基礎科学分野やエレクトロニクス、IT等の多様な産業分野における研究開発の進展に寄与するものと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Real-space observation of nanoscale magnetic phase separation in dysprosium by aberration-corrected Lorentz microscopy2017

    • Author(s)
      Takuro Nagai, Koji Kimoto, Koji Inoke, and Masaki Takeguchi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 96 Issue: 10 Pages: 100405-100405

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.100405

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 収差補正ローレンツ顕微鏡法を用いた磁場誘起磁気相分離の可視化2019

    • Author(s)
      長井拓郎、木本浩司、竹口雅樹
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 収差補正ローレンツ顕微鏡法による磁場誘起磁気相分離の可視化2019

    • Author(s)
      長井拓郎、木本浩司、竹口雅樹
    • Organizer
      NIMS先端計測シンポジウム2019
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 収差補正ローレンツ顕微鏡法による磁気微細構造のサブナノスケールイメージング2018

    • Author(s)
      長井拓郎、木本浩司、伊野家浩司、竹口雅樹
    • Organizer
      第74回日本顕微鏡学会学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 収差補正ローレンツ顕微鏡法による磁気微細構造のサブナノスケールイメージング2018

    • Author(s)
      長井拓郎、木本浩司、伊野家浩司、竹口雅樹
    • Organizer
      MI・計測 合同シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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