| Project/Area Number |
20H05659
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Broad Section D
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Shibata Naoya 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10376501)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 岳人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (90848558)
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| Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥192,790,000 (Direct Cost: ¥148,300,000、Indirect Cost: ¥44,490,000)
Fiscal Year 2024: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2023: ¥40,950,000 (Direct Cost: ¥31,500,000、Indirect Cost: ¥9,450,000)
Fiscal Year 2022: ¥40,950,000 (Direct Cost: ¥31,500,000、Indirect Cost: ¥9,450,000)
Fiscal Year 2021: ¥89,310,000 (Direct Cost: ¥68,700,000、Indirect Cost: ¥20,610,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
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| Keywords | 走査透過電子顕微鏡 / 電磁場 / 界面 / 磁性材料 / 鉄鋼材料 / 走査型透過電子顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では, 申請者らが世界で初めて開発に成功した原子分解能磁場フリー電子顕微鏡法をベースとして, 磁性材料の局所構造（界面, 粒界, 表面, 転位, 点欠陥等）における原子・電子構造と局所電磁場分布を実空間同時観察するための新たな電子顕微鏡法を開発し ,この手法を磁石材料, スピンデバイス, 鉄鋼材料, トポロジカル材料, セラミック材料などの局所界面構造解析に応用することで原子レベルの界面構造と磁性との相互作用メカニズムを解明することを目指す.
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, new electron microscopy techniques for direct observation of local magnetic structures has been established by using the worl-first magnetic-field-free atomic-resolution electron microscope that has been successfully developed by the principal investigator's group. We succeeded in observing the intrinsic atomic magnetic field of an antiferromagnet in real space for the first time in the world. In addition, we have widely promoted researches on magnetic materials by applying the developed methods, and succeeded in the discovery of a new atomic structure of grain boundaries of electromagnetic steel sheets, direct observation of the magnetic field inside MTJ, direct observation of the dynamics of the formation and annihilation processes of magnetic skyrmions, development of a method to extract local magnetic parameters based on the precise magnetic domain wall width measurement, and quantitative observation of interface electric fields.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では, 原子レベルの局所構造と磁性構造との相関関係を直接観察できる新電子顕微鏡法の開発を目指した. その結果, 磁性の根源である原子磁場の実空間観察に世界で初めて成功し, 2022年のNatureに掲載した.また, 開発手法を様々な磁性材料研究に応用展開し, 電磁鋼板, 磁石, 半導体, スピントロ二クス, 量子マテリアルなどの最先端材料研究において極めて有力な計測手法になることを実証した.本開発手法の活用により, 高性能磁性材料開発を通じて社会の健全な発展に寄与することが期待できる.
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| Assessment Rating |
Ex-post Assessment
A: 期待どおりの成果があった
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Assessment Rating |
Interim Assessment
A: 順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる
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