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Creation of SQUID Magnetic Microscope with Seamless Superconducting Flux Transformer and Flux Return Guide

Research Project

Project/Area Number 18K04185
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21030:Measurement engineering-related
Research InstitutionSendai National College of Technology

Principal Investigator

Hayashi Tadayuki  仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (80310978)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 立木 実  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (50318838)
小森 和範  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (50354296)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsSQUID / SQUID顕微鏡 / 走査トンネル顕微鏡 / プローブ / 磁束トランス / 磁気像 / 空間分解能 / パーマロイ / 磁気顕微鏡 / 走査プローブ顕微鏡 / 超伝導磁束トランス / 磁束リターンガイド
Outline of Final Research Achievements

We have developed a SQUID magnetic microscope combined with a scanning tunneling microscopes (STM). A fine permalloy probe performs as both magnetic flux guide and STM tip.
In order to improve the magnetic field resolution and the spatial resolution, we have established a novel technique for transmitting magnetic flux from the probe tip to the SQUID sensor without leakage. We designed a magnetic flux return loop made of permalloy and a superconducting magnetic flux transformer made of superconducting tape. The probe is passed through hole of one loop of the transformer, and the other loop is placed on the SQUID sensor.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

磁気記録の高密度化やスピントロニクスの新たな発展にともなって磁性材料のnmオーダの微細磁気評価の重要性が高まっている。また、環境エネルギー技術の一環として高温超伝導低損失電力ケーブルの開発が急務であり、さらなる特性改善には超伝導材料の磁気的な微細評価も不可欠である。
高空間分解能のために、磁気プローブをSTMの探針としても用いるSTM-SQUID顕微鏡は、試料の表面トラッキングを可能とし、表面形状と磁場分布像の同時描出ができる。空間分解能に直結するSQUIDの検出磁場感度を改善するための本研究の新たな顕微鏡ヘッドにより、スピントロ二クス研究および超伝導材料研究の要求に応えることが期待される。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Preparation of a high-<i>T</i> <sub>c</sub> superconducting magnetic flux transformer with a 100 mm bore coil and static magnetic field transfer at 77 K.2021

    • Author(s)
      Komori Kazunori、Arisawa Shunichi、Tachiki Minoru、Ooi Shuuichi、Hayashi Tadayuki、Endo Kazuhiro
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 60 Issue: 7 Pages: 073002-073002

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac0406

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] リアルタイムPXIコントローラを用いた走査トンネル顕微鏡の開発2022

    • Author(s)
      濱本武琉、林忠之
    • Organizer
      令和4年東北・北海道地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 微細磁気計測のための LabVIEW PXI 制御の走査トンネル顕微鏡2021

    • Author(s)
      伊藤雄太、林忠之
    • Organizer
      令和3年東北・北海道地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 超伝導磁束トランスを採用した SQUID プローブ顕微鏡2021

    • Author(s)
      大和田智也、林忠之、立木実、小森和範
    • Organizer
      令和3年東北・北海道地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 走査SQUID顕微鏡を利用した材料開発と特性2021

    • Author(s)
      有沢俊一,田中康資,山森弘毅,柳澤孝,西尾太一郎,立木実,大井修一,小森和範,林忠之,遠藤和弘,Petre Badica
    • Organizer
      NIMS先端計測シンポジウム2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] LabVIEW制御による走査トンネル顕微鏡の開発2021

    • Author(s)
      宮城太一,林忠之
    • Organizer
      令和3年東北地区若手研究者研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] LabVIEW Real-Timeモジュールによる走査トンネル顕微鏡の開発2020

    • Author(s)
      宮城太一,林忠之
    • Organizer
      東北地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] PXI 高速計測モジュールと LabVIEW Real-Time を用いた走査型トンネル顕微鏡の開発2019

    • Author(s)
      宮城 太一,林 忠之
    • Organizer
      東北地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] FPGA 計測モジュールによる走査プローブ顕微鏡の制御2019

    • Author(s)
      矢部 駿,林 忠之
    • Organizer
      東北地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] SQUIDプローブ顕微鏡の信号伝達手法の検討2018

    • Author(s)
      伊藤満里奈,林忠之
    • Organizer
      東北地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] STM-SQUIDプローブ顕微鏡の開発2018

    • Author(s)
      長瀬聖弥,立木実,林忠之
    • Organizer
      東北地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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