2020 Fiscal Year Annual Research Report
走査ダイヤモンドスピンプローブを用いたナノスピンイメージング
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18H01868
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
AN TOSHU (安東秀) 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70500031)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | NV中心 / 走査プローブ顕微鏡 / 磁気共鳴 / 磁気計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)前年度に装置の開発に成功した、「NV中心を含有したバルクダイヤモンドを原子間力顕微鏡(AFM)探針先端へ接着する方法」において性能の向上を目指した改良を進めた。探針には予めNV中心を含有するマイクロメートルサイズのダイヤモンド粒子をタングステンワイヤーに接着し、集束イオンビーム(FIB)を用いて先端曲率を数ミクロン程までに先鋭化して用いた。事前にプローブ先端より光学的磁気共鳴信号(ODMR)が計測されることを確認し、走査ダイヤモンドNV中心プローブとして用いた。本プローブはAFMとしても動作しAFM機構には音叉型水晶振動子を用いた。この走査プローブを用いて、磁気ビデオテープ（磁気記録周期1ミクロン）上を走査し、AFMによるトポグラフ像とODMRによる磁気信号の分布をイメージングすることに成功した。さらに、バルクダイヤモンドへのイオン注入により表面下層にNV中心を作成し、レーザーカットとFIB加工により作成した走査NV中心プローブを用いて磁気記録テープ（磁気記録周期約3ミクロン）の磁気パターン構造をイメージングすることにも成功した。この際、空間分解能は約100ナノメートルと見積もられた。
(2) 「NV中心を含有したナノダイヤモンドをファイバープローブ先端に取り付けた近接場、照射・集光型プローブの開発」について、水晶振動子型AFMとファイバープローブを一体化した走査系、光学系、制御系を開発し、先ず、ファイバープローブ先端にマイクロメートルサイズのダイヤモンド粒子を取り付け励起・蛍光計測が可能な計測系の開発を進めた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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