Development of magnetic force microscopy available for in-situ pulse magnetic field application and the analysis of microscopic magnetization process and magnetic reversal for permanent magnets

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H03272
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 齊藤 準 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (00270843)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 磁気力顕微鏡 / パルス磁場 / 永久磁石 / 磁化過程

Outline of Annual Research Achievements

革新的次世代高性能磁石の指針構築には、局所的な磁化過程や磁化反転の計測を行い、磁化反転箇所の解析から保磁力機構を解明することが極めて重要になる。本研究では試料にパルス磁場を印加して、その磁化状態を能動的に変化させて局所的な磁化過程や磁化反転を計測・解析できる新たな磁気力顕微鏡を構築し、局所的に計測した磁化曲線から磁石の安定性の性能指標である保磁力およびその理論的上限値である異方性磁場を微視的に評価する手法を確立することを目的とする。本研究では、永久磁石を構成する個々の磁性結晶粒1個において磁気特性の評価が可能な、先端永久磁石材料の研究開発に有用となる革新的な磁化状態評価手法を具現化し、結晶構造、金属組織の不均一性と微視的磁気特性の相関の解明に資する手法を提供することを目指している。
最終年度である今年度は、昨年度に高い測定感度ならびに測定精度を確認できたFePt高保磁力・自作探針を用いて、探針の加振周波数を共振周波数付近で調整することにより、パルス磁場印加時に発生した不具合である探針位置の試料面に垂直方向の変動を抑制することで、結晶粒径が1ミクロン程度の異方性フェライト磁石試料の局所的な磁化曲線の計測に成功した。本研究は、試料の磁区構造を本手法のベースである磁気力顕微鏡で観察した後に、試料の任意の場所における局所的な磁化過程や磁化反転を、磁場を連続的に変化させながら測定することに大きな意義があり、重要性は本研究で評価する微視的磁気特性の違いと、別手法で調べた結晶構造、金属組織の不均一性と比較することで、磁石を始めとした磁性材料の磁気特性向上に向けた指針構築に貢献できることである。今後の大きな課題は局所磁化解析の空間分解能向上であり、100nm以下の磁性結晶粒1個をターゲットとした磁化過程や磁化反転の計測手法の開発への展開を計画している。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。