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磁気力顕微鏡を用いたナノ領域の金属探知機の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04937
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関大阪大学

研究代表者

若家 冨士男  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60240454)

研究分担者 村上 勝久  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20403123)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード磁気力顕微鏡 / ナノ金属探知機 / MFM / 金属探知機
研究成果の概要

磁気力顕微鏡は,磁気モーメントをもつ探針を振動させながら磁性材料のもれ磁場を計測する装置として一般に知られている。しかし,本研究では,非磁性金属の上で磁気モーメントが振動することにより金属中に渦電流が発生し,その渦電流により発生した磁場を磁気力顕微鏡の探針が検出する現象を見出した。本研究では,その現象の理論を構築し,実験結果と比較するところまで達成できた。この現象は,絶縁体中に埋もれた金属を非破壊でナノメートル分解能で検出することを可能にし,高集積化された集積回路の配線層の検査などへの応用が期待できる。さらに感度を向上されると半導体の不純物濃度の非破壊測定も可能であると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

磁気力顕微鏡自体は磁性材料のもれ磁場の計測手段としてよく知られているが,それを用いて非磁性金属の検知ができることを見出した点が独創的であり学術的意義が大きい。また,この現象を応用すれば,高度集積化された半導体集積回路の断線診断を非破壊で簡便に実行することが可能になる。また,さらに感度を向上させれば半導体中の不純物濃度の非破壊非接触計測も可能となる。このように社会的意義も大きい。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Tertiary electrons in single-event time-of-flight Rutherford backscattering spectrometr2019

    • 著者名/発表者名
      S. Abo, A. Seidl, F. Wakaya, M. Takai
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. & Methods in Phys. Res. B

      巻: 456 ページ: 12-15

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2019.06.042

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of nonmagnetic metal thin film using magnetic force microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      F. Wakaya, K. Oosawa, M. Kajiwara, S. Abo, M. Takai
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 113 号: 26

    • DOI

      10.1063/1.5079763

    • NAID

      120006546830

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction between eddy currents induced by oscillating magnetic moment in magnetic-force microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      F. Wakaya and K. Oosawa
    • 雑誌名

      Technical Digest of 31st International Microprocesses and Nanotechnology Conference

      巻: 31

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 膜厚および結晶性に対するグラフェン歪感度の依存性2021

    • 著者名/発表者名
      若家冨士男
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 磁気力顕微鏡を用いた絶縁体中に埋もれた非磁性金属の検出2020

    • 著者名/発表者名
      若家冨士男
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 赤外レーザ加熱焦電結晶を用いた中性子源の開発2020

    • 著者名/発表者名
      阿保智
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 磁気力顕微鏡を用いた絶縁体中の三次元構造可視化2020

    • 著者名/発表者名
      大澤謙太,若家冨士男
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Membrane break process in atomic force microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      F. Wakaya, H. Ishihara, K. Murakami, M. Nagao, Y. Miyato, H. Yamashita, S. Abo, M. Abe
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Sensing Cantilever Using Graphene Strain Sensor2019

    • 著者名/発表者名
      Yuto Takeuchi, Fujio Wakaya, Satoshi Abo, Katsuhisa Murakami, Masayoshi Nagao
    • 学会等名
      International Symposium for Nano Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラフェン歪センサーを用いた自己検出型カンチレバー2019

    • 著者名/発表者名
      武内勇人,若家冨士男,阿保智,村上勝久,長尾昌善
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Interaction between eddy currents induced by oscillating magnetic moment in magnetic-force microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      F. Wakaya, K. Oosawa
    • 学会等名
      31st International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気力顕微鏡を用いたナノ領域での非磁性金属検出における電流間相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      大澤謙太,若家冨士男
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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