低温強磁場下で動作可能な走査型ホール素子顕微鏡の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06554011
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 為ヶ井 強 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30183073)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹内 良一 昭和電工(株), 秩父工場, 研究員 ; 臼田 雅彦 昭和電工(株), 秩父工場, 研究員 ; 芝内 孝禎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00251356)
• Keywords: ホール素子顕微鏡 / 微小ホール素子 / 超伝導体 / 低温 / 強磁場

Research Abstract

本年度は本研究の最終年度として、昨年度開発した微小ホール素子、3次元移動機構を超伝導マグネット用低温クライオスタットに挿入することにより、所期の目的である"低温強磁場下で動作可能な走査型ホール素子顕微鏡"を実現した。このために、要素技術である微小ホール素子及び移動機構の更なる改善を以下のようにして行った。
(ホール素子)
昨年度5μmx5μmのものを作製したが、本年度はさらに小型の3μmx3μmのものを作製し評価した。移動機構と相補的に機能するよう、複数の微小ホール素子をホールアレーとして1チップ上に作製した。また、磁場の2方向の磁場成分を同時に測定可能とするようGaAsチップの端にホール素子を作製し、GaAs2枚のチップを垂直に組み合わせることにより、ベクトルホール素子を構成した。また、このベクトルホール素子を用いて、高温超伝導体の臨界状態の磁場2成分の測定を行った。
(移動機構)
3自由度のうち、再現性に問題の残るステンレス線を用いた直線移動機構をより信頼性あるものにするための、ステンレス線経及び張力の最適化を行った。また、全システムをより使いやすいものにするため、2次元磁場分布を低温強磁場において自動測定するソフトウエアーの開発を行った。
2年間にわたる装置開発の結果、磁場:0-9T、磁場分解能:1G、温度>1.5K、水平位置分解能:10μmで超伝導体等の2次元磁束密度分布の測定が可能となった。

Research Products

• [Publications] T. Tamegai et al.: "Transport Properties of Metallic Cuprates La_6BaLnCu_8O_<20>(Ln: Lanthanide)" Proceedings of ISS'95. (to be published).
• [Publications] T. Shibauchi et al.: "Low-Temperature Penetration Depth in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y> from Underdoped to Overdoped Regimes" Proceedings of ISS'95. (to be published.).
• [Publications] S. Ooi et al.: "Peak Effects in Iodine-Intercalated Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>" Proceedings of ISS'95. (to be published.).
• [Publications] T. Tamegai et al.: "Vortex Lattice Melting and Peak Effects in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>" Proceedings of ISS'95. (to be published.).
• [Publications] S. Ooi et al.: "Anomalous Temperature Dependence of the Peak Effect in Iodine-Intercalated Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y> Single Crystals" Physica C. (to be published.).