超伝導薄膜貫通磁束観察法の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650518
• Research Institution: OSAKA INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 小寺 正敏 大阪工業大学, 工学部, 教授 (40170279)
• Keywords: 磁束観察 / 走査電子顕微鏡法 / Type-I磁気コントラスト / 高温超伝導薄膜

Research Abstract

本方法によるシステムによって、リアルタイムでしかも厚い試料の表面から漏れ出る磁束を観察することが可能となり、磁性体内で磁束をピン止めしている原因物質、試料構造、欠陥などについての重要な知見が得られる可能性がある。
本年度は、昨年度に引き続いて、試料の磁化構造(磁化の強さ、透磁率、磁区の三次元的構造)と、走査電子顕微鏡試料室内の構造(二次電子検出器の形状とその電位、検出器の位置)等に現実的な値を想定して、試料表面から放出される磁束、試料表面付近の電界を数値計算によって求め、この静磁界・静電界中に、試料表面からエネルギー分布および角度分布を持って放出される二次電子軌道を三次元座標によって試算した。本年度は、より一般的な磁区の構成を考慮して、2.5周期5つの対面する磁束を持つ磁区が存在する薄膜を仮定した。この場合、全体は磁石を構成しておりその一端からほかの端に向かう磁束が存在する。本研究で提案している方法の特徴として挙げてきた、表面磁区からのもれ磁束の影響が大きく、遠くの磁束の影響は受けにくいという事柄を検証した。二次電子の検出器表面上での到着位置分布におけるこの磁束の影響を検討すると、例えば、磁化強度、磁化方向、磁壁の位置の決定には大きな影響を与えるものではないことを確認することができた。
以上のようなシミュレーション結果を基に高温超伝導薄膜についての磁化情報を読みとることができる様、現在実験を進めている。実験では、高温超伝導薄膜が超伝導を示すのに必要とされる試料台の到達温度としては30°Kが得られており、十分低温であることが確認された。しかし、現在のところ本実験では十分のコントラストを得ることができなかった。そこで、実験結果としては一般的な磁性体薄膜を用いてその表面のType-I磁気コントラストによって磁化情報の観察を行い、シミュレーション結果と比較検討を行っている段階である。

Research Products

• [Publications] 小寺正敏: "Mott電子スピン偏極検出器の性能解析" 真空. 40.3. 173-176 (1997)
• [Publications] 小寺正敏: "Type-I磁気コントラストを用いた磁性体表面の磁区構造解析" 真空. 40.3. 190-192 (1997)
• [Publications] 小寺正敏: "空気中試料分析装置へのOligo散乱ビームの応用" 電子情報通信学会論文誌C-II. J80-C-II. 196-205 (1997)
• [Publications] 小寺正敏: "Estimation of the Internal Magnetization of Materials in the Scanning Electron Microscopy" Digest of Papers Microprocesses and Nanotechnology'97. 156-157 (1997)
• [Publications] 小寺正敏: "Simulation of the spin polirization transfer of electrons in a solid" Proc.of the Microscopy and Microanalysis'97. 511-512 (1997)
• [Publications] 小寺正敏: "Estimation of the Surface Magnetic Structure of Materials by Scanning Electron Microscopy" Japanese J.Appl.Phys.36.12B. 7726-7731 (1997)