2014 Fiscal Year Annual Research Report
磁場値計測・近接場磁気力顕微鏡の開発と高性能磁石材料の高分解能磁区観察への適用
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25600092
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
齊藤 準 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00270843)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 磁気力顕微鏡 / 磁場計測 / 磁区観察 / 磁石材料 / 高分解能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
汎用機器である磁気力顕微鏡は、空間分解能は優れるものの磁場勾配を検出しているので定量性に難があった。本課題の磁場値検出・近接場磁気力顕微鏡は、磁場の絶対値を、探針が受ける磁場がゼロのときに探針磁化がゼロになる探針を用いて、試料からの直流磁場を打ち消すために外部から加える直流磁場値によりゼロ位法を用いて計測するものである。探針磁化のゼロ検出には、探針にさらに交流磁場を印加し、探針試料間の交番磁気力がゼロになるときに探針振動の周波数変調が生じない現象を用いる。本年度は、昨年度に試作した当該顕微鏡の改良・調整ならびに探針の感度向上を検討し、永久磁石材料の磁場値検出イメージングを、磁気力顕微鏡を用いて初めて実現した。
１．当該顕微鏡において、新たに探針に印加する直流磁場と交流磁場を同じ磁場源で発生させることで、交流磁場源と直流磁場源を個別に設ける場合に発生していた電磁振動を回避した。また、新たに磁場像を直流磁場一定の下で取得し、直流磁場を変化させた一連の磁場像から、磁場ゼロの場所を検出する計測方法を用いることで、直流磁場をフィードバック制御する際に発生していた熱ドリフトを回避した。
２．当該顕微鏡用の探針において、昨年度に開発した常磁性探針と比較して1桁以上磁化が大きなFeCo系グラニュラー合金薄膜を用いた超常磁性探針を新たに開発し、計測感度を大幅に向上させることに成功した。
３．上記顕微鏡および超常磁性探針を用いてFePt磁石厚膜を観察し、試料の直流磁場値の評価を行うことができた。
４．超常磁性探針は、高性能永久磁石の観察時に通常の強磁性探針で発生していた、探針試料間の大き過ぎる磁気力による探針の物理吸着や探針振動が不安定になる不具合を回避できる。本探針を用いることで、当該顕微鏡のベースである交番磁気力顕微鏡において、FeNdB系高性能永久磁石の高分解能イメージングにも成功した。
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