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高精度高分解能電子線ホログラフィを用いたナノ磁性デバイスの定量的観察と評価

Research Project

Project/Area Number 04J02859
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionJapan Fine Ceramics Center
Research Fellow 山本 和生  (財)ファインセラミックスセンター, 材料技術研究所, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords電子線ホログラフィ / ナノ粒子 / カーボンナノチューブ / 収差補正 / ナノ磁性
Research Abstract

高精度高分解能位相シフト電子線ホログラフィを用いて,化合物半導体デバイス中の不純物分布の観察に成功した.従来のp-n接合のポテンシャル差だけでなく,n型領域内での不純物分布の差(n+とn-の差)も,高精度に検出することができた.
カーボンナノチューブ内にコバルト磁性材料を充填させたサンプル周辺の磁場を,電子線ホログラフィで観察することに成功した.内包させたコバルトナノロッドの直径は約80nmで,fccの単結晶であることがわかった.また,電子線ホログラフィにより測定された位相変化と計算機シミュレーションによる比較から,飽和磁化は1.2Tであることがわかった.また,カーボンナノチューブ内に内包させたα鉄ナノロッドについても同様な計測を行ない,飽和磁化を測定した.
直径8nmのコバルトナノ粒子をカーボン膜上に自己組織化させた材料の電子線ホログラフィ観察を行い,超強磁性ドメイン構造を初めて直視することに成功した.この材料は,膜全体にわたりナノ粒子が一層だけ規則正しく配列されており,将来の高密度磁気記録材料として期待されている.また,磁性物理学的にも超強磁性が出現する材料として興味が持たれている.この材料を-150度まで冷却し,電子線ホログラフィで観察した結果,十数ミクロンにわたる大きな超強磁性ドメイン構造をとることがわかった.また,電子顕微鏡内でこの材料に磁場を印加することによって,そのドメイン構造が変化することもわかった.
微粒子線装置により,直径6nmのコバルトナノ粒子をランダムに堆積させた材料の電子線ホログラフィ観察を行った.各粒子の表面は1nm程度酸化してあるが,この酸化コバルトの層を介して各粒子の磁性のカップリングが行われ,数十ミクロンの超強磁性ドメインが形成されることがわかった.
高精度高分解能電子線ホログラフィを用いて,高分解能原子構造像に含まれる電子顕微鏡の収差を高精度に補正することに成功した.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report

Research Products

(5 results)

All 2007 2006 Other

All Journal Article (5 results)

  • [Journal Article] Electron holography of single-crystal iron nanorods encapsulated in carbon nanotubes2007

    • Author(s)
      T.Fujita, M.Chen, X.Wang, B.Xu, K.Inoue, K.Yamamoto
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 101

      Pages: 14323-14323

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Mapping of dopant concentration in a GaAs semiconductor by off-axis phase-shifting electron holography2006

    • Author(s)
      H.Sasaki, K.Yamamoto, T.Hirayama, S.Ootomo, T.Matsuda, F.Iwase, R.Nakasaki, H.Ishii
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 89

      Pages: 244101-244101

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cobalt nanorods fully encapsulated in carbon nanotube and magnetization measurements by off-axis electron holography2006

    • Author(s)
      T.Fujita, Y.Hayashi, T.Tokunaga, K.Yamamoto
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 88

      Pages: 243118-243118

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electron holographic observation of micro-magnetic fields current-generated from single carbon coil2006

    • Author(s)
      Kazuo Yamamoto
    • Journal Title

      Ultramicroscopy 106

      Pages: 314-319

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Reconstruction technique for off-axis electron holography using coarse fringes

    • Author(s)
      Takeshi Fujita
    • Journal Title

      Ultramicroscopy (印刷中)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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