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極低温モノクロメータ収差補正STEMによる強相関電子秩序の実空間原子スケール解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K04984
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造物理
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

長井 拓郎  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 主幹エンジニア (90531567)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードローレンツ顕微鏡法 / 球面収差補正 / モノクロメータ / ヘリカル反強磁性 / 磁気ソリトン / 磁気相分離 / 透過型電子顕微鏡 / 軌道秩序 / 角度分解EELS / 強相関電子系 / 強相関エレクトロニクス / 電子顕微鏡 / 計測工学
研究成果の概要

モノクロメータとイメージ形成用球面収差補正装置を用いた高分解能ローレンツ電子顕微鏡法の開発を行った。この方法ではローレンツ電子顕微鏡像の情報限界が0.6 nmまで向上し、試料に磁場がかからない状態で0.62 nm周期の格子縞が観察された。この方法を用いて希土類金属ジスプロシウム(Dy)の磁気構造を観察した結果、1.4 nm離れた反転する磁気モーメントを分離して実空間観察することができた。さらに、無磁場下において存在する磁気ソリトンおよび磁場誘起ナノスケール磁気相分離を実空間観察することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代のスピントロニクスデバイスの研究開発においては、用いるナノスケール磁性体の磁気構造を明確に捉えることが基本となる。本研究で開発された、サブナノスケールで磁気構造を可視化するローレンツ顕微鏡法は、これらの研究開発を加速させるものと考えられる。また、この高分解能磁気イメージング技術は固体物理、材料科学等の基礎科学分野やエレクトロニクス、IT等の多様な産業分野における研究開発の進展に寄与するものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Real-space observation of nanoscale magnetic phase separation in dysprosium by aberration-corrected Lorentz microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Takuro Nagai, Koji Kimoto, Koji Inoke, and Masaki Takeguchi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 号: 10 ページ: 100405-100405

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.100405

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 収差補正ローレンツ顕微鏡法を用いた磁場誘起磁気相分離の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      長井拓郎、木本浩司、竹口雅樹
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 収差補正ローレンツ顕微鏡法による磁場誘起磁気相分離の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      長井拓郎、木本浩司、竹口雅樹
    • 学会等名
      NIMS先端計測シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 収差補正ローレンツ顕微鏡法による磁気微細構造のサブナノスケールイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      長井拓郎、木本浩司、伊野家浩司、竹口雅樹
    • 学会等名
      第74回日本顕微鏡学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 収差補正ローレンツ顕微鏡法による磁気微細構造のサブナノスケールイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      長井拓郎、木本浩司、伊野家浩司、竹口雅樹
    • 学会等名
      MI・計測 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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