2017 Fiscal Year Annual Research Report
多元的微細構造評価システムの構築と非自明高次構造の直接観察
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16H03833
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
森 茂生 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20251613)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 透過型電子顕微鏡 / 磁性材料 / 電子回折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、汎用透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、電子光学レンズ系の制御により、(1)10-2[rad]から10-7[rad]に及ぶ角度分解能を持つ小角電子回折法の実現、(2)同一領域から小角電子回折図形、ローレンツTEM像および構造的暗視野像を取得できる多元的微細構造観察システムの構築を行うことを目的とした。平成29年度は、10-2[rad]から10-7[rad]に及ぶ幅広い角度分解能を持つ小角電子回折法の実現を目指して研究を進めた。小角回折スポットを生じさせている領域をフーコー法により可視化するために、対物レンズをオフの状態にしてクロスオーバーを制限視野絞りに形成させた光学系を構築した。本光学系は、対物レンズを用いて磁場印加が可能であり、コンデンサーレンズを用いて照射電子強度を変更できる。本光学系では、制限視野絞りにクロスオーバーを形成した条件下でカメラ長は約1300 m（対物レンズオフ）、2500 m（対物レンズ 0.36 A）であること、外部磁場は約200 mTまで印加可能である。さらに、中間レンズ1を弱励磁で使用し中間レンズ3により焦点合わせを行うことで、0.8 ～4.5 mまでカメラ長を下げることに成功した。上記光学系により、バリウムフェライト系磁性酸化物の磁区の磁場応答を観察し、ストライプ磁区構造に磁場印加することにより、磁気渦構造が形成されることを見出した。また、らせん磁性体FeGeの磁区構造に垂直磁場を印加することにより、磁気スキルミオンが形成されるとともに、スキルミオン格子により形成されるドメイン構造の形成プロセスの観察に成功した。現在は、本光学系を拡張し、同一領域から小角電子回折図形、ローレンツTEM像および構造的暗視野像を取得できる多元的微細構造観察システムの構築を目指して研究を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H29年度において、研究活動に必要な装置の修理や設置、必要な消耗品の購入など研究環境の整備を行い、順調に研究は進んでいる。小角回折スポットを生じさせている領域をフーコー法により可視化するために、対物レンズをオフの状態にしてクロスオーバーを制限視野絞りに形成させた光学系を構築したことにより、同一領域から小角電子回折図形、ローレンツTEM像を得ることができることに成功した
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| Strategy for Future Research Activity |
同一領域から小角電子回折図形、ローレンツTEM像および構造的暗視野像を取得できる電子光学系の構築についてはほぼ完成した。そこで、Ｈ30年度は、ＴＥＭの対物レンズをオフにした状態で、結晶格子によるブラッグ回折周りの小角電子回折パターンを取得できる電子光学系の構築を目指す。具体的には、磁場印加できるＴＥＭホルダーを製作し、磁場によるローレンツ偏向を用いて、ブラッグ回折スポットをＴＥＭの光軸上に乗せ、小角電子回折図形が得られるような電子光学系を構築する。また、リラクサー誘電体等の格子歪を伴うナノからマクロスケールのドメイン構造を有する物質系を研究対象として、ドメイン構造の形成と歪場に関する知見を得る。
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