2021 Fiscal Year Research-status Report
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21K14538
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
中島 宏 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (10885560)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 小角電子回折 / 磁性体 / 誘電体 / 電子顕微鏡 / 磁気ドメイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、透過電子顕微鏡における観察手法の1つである小角電子回折を用いて、定量的な磁性体及び強誘電体の観察手法を確立し、特異な構造物性を解明することを目的としている。また、小角電子回折から、回折顕微法によって実空間での位相像を再生する手法を確立する。これにより通常の電子顕微鏡像（TEM像）では議論が難しいナノスケールでの構造（磁性体及び誘電体）を可視化する。本年度は、電界放出型透過電子顕微鏡において、中間レンズ及びコンデンサレンズのレンズ値を制御することで、磁気偏向スポットを観測することに成功した。これにより回折を取得するカメラ長を広範囲で制御できることを確認した。さらに、強磁性金属間化合物である磁性材料の多結晶試料を作製することができた。これらの試料と技術を用いて磁気渦（ボルテックス）の観察を行い、これまで明らかにされていなかった磁気バブルの形成過程が2つあることを明らかにした。これらの形成過程には、外部磁場と磁化容易軸との相対的な角度が重要であることが明らかとなった。また、磁歪材料であるFeGaにおける磁気ドメイン構造を、周回照射電子線を用いて可視化することにも成功した。酸化物強磁性体における研究では、ヘキサフェライトに小角電子回折を適用し、照射電子の傾斜角に依存する磁気バブルのコントラスト反転を明らかにした。その結果、磁気バブル内部では磁化が面外方向に配向し、磁壁では面内方向に配向していることが明らかになった。
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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
小角電子回折電子光学系において、カメラ長に自由度を持たせた光学系を構築することができた。さらに、より高感度で磁気偏向スポットを観察する環境も構築した。今年度以降は、この観察手法を発展させることにより、より定量的な解析を可能にできる。また、光学系評価のための透過電子顕微鏡用薄膜試料も作製することができ、これまで知られていなかった磁気ドメインのダイナミクスを観察することができた。光学系の構築と実験試料作製が申請書に記載された計画に沿って実施できたことから、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、電子回折の定量的な解析ができるようにノイズを軽減した小角電子回折が取得できる条件を割り出す。また、検出器がCCDからCMOSに変わったため最適な観測条件を検討する。磁気ドメインの定量的解析を推進するために、強度の解析と電子波の再構築を行う。また、解析精度に対して最適な電子照射条件を決定する。回折図形の強度分布を上げることは、位相精度（signal to noise ratio）に直接影響を与えるため電子線を絞った光学条件が有効である。一方で、電子線を絞ることは入射波の平行度を低下させ、回折点を不明瞭にする。電子線照射量（平行度）と照射時間をパラメータとした系統的な実像および回折図形の収集を行い、位相解析精度に関わる詳細な実験を行う。計測手法を開発しつつ、重要課題として見なされているが従来は議論が難しかった特異な磁気ドメインや強誘電体に応用する。
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| Causes of Carryover |
実支出額の累計額はほぼ当該年度の所要額と同程度で使用した（差額は16円）。消耗品費を節約することができたため、予算がわずかに余ることとなった。
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Research Products
(18 results)
