2010 Fiscal Year Annual Research Report
高分解能・ベクトル磁場検出磁気力顕微鏡の開発と超高密度磁気デバイスの磁化状態解析
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21360141
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
齊藤 準 秋田大学, 工学資源学研究科, 教授 (00270843)
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| Keywords | 磁気力顕微鏡 / ベクトル磁場計測 / 高空間分解能 / 高密度磁気情報デバイス / 磁気記録媒体 / グラニュラー薄膜 / 磁化状態解析 |
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| Research Abstract |
非接触原子間力顕微鏡の一形態である磁気力顕微鏡を用いて、観察試料面に垂直な(A)垂直磁場の勾配と、観察試料面に平行かつ探針走査方向に沿った(B)面内磁場の勾配を同時に計測可能な2次元ベクトル磁場計測手法を確立し、これを具備する空間分解能10m以下を有する高分解能・ベクトル磁場検出磁気力顕微鏡を開発した。本手法を超高密度磁気デバイス・磁性材料の磁化状態解析に適用し、以下の成果を得た。
1)2次元ベクトル磁場計測手法を、試料面に垂直な磁化成分を有する垂直磁化膜である垂直磁気記録媒体に適用し、記録ビット内外の磁性結晶粒の垂直磁化成分の揺らぎの検出とその解析に有用であることを示した。特に、面内磁場計測においては、探針走査方向を種々変化させることで信号強度がゼロとなる面内磁場に直交する方向の特定が高精度で可能であり、指向性の良い面内磁場分布計測が実現できた。
2)2次元ベクトル磁場計測手法を、試料面に平行な磁化成分を有する面内磁化膜であるLaSrMnOグラニュラー薄膜に適用し、磁性結晶粒間に存在する非磁性相の検出と磁性結晶粒間の磁気的相互作用の解析に有用であることを示した。
特に、面内磁場計測と垂直磁場計測の併用により、粒界の非磁性相に形成される磁気2重層の種類(層の両端の磁極が同極性あるいは異極性)の判別が可能となり、磁性結晶粒間の交換結合や磁気的孤立性の評価が実現できた。
3)本計測手法のベースとなる、探針バネ定数のステップ的変化による探針過渡振動を発展させた、探針バネ定数の正弦的連続変化による探針振動の周波数変調現象を利用して、これまで困難であった任意周波数での交流磁場イメージング手法および試料表面近傍での直流磁場イメージング手法を新たに開発した。
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