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磁区構造・局所磁化曲線同時計測と機械学習の融合による新規磁性材料開発基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K13984
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26010:金属材料物性関連
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

上野 哲朗  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 放射光科学研究センター, 主任研究員 (20609747)

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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード磁気光学Kerr効果 / 磁区構造 / 磁化曲線 / 磁性材料 / 機械学習 / マテリアルズ・インフォマティクス / 計測インフォマティクス / ロボット実験 / 磁気光学効果 / 能動学習 / FORC
研究成果の概要

磁性材料の磁区構造と局所磁化曲線を同時に測定する手法を開発し、これらの計測・データ解析を機械学習と融合することで革新的な磁性材料開発基盤を構築した。局所磁化曲線の詳細な解析によって、磁化反転過程や保磁力発現に寄与する特異な物質相や微細構造の特定が可能となる。磁気光学Kerr効果顕微鏡FORC(First-order reversal curves)測定システムの構築、情報科学を駆使した大規模データ処理による磁区構造解析手法の開発、実用材料の磁区構造観察、汎用ロボットアームによる試料調整の自動化、ハイスループット実験のための計測インフォマティクスによる計測効率化を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した磁気光学Kerr効果顕微鏡FORC測定システムと大規模データ処理による磁区構造解析手法を用いることで、試料振動型磁束計などによるバルク磁化測定よりも詳細な磁気特性の情報を得ることができる。また汎用ロボットアームによる実験自動化を拡張すると、試料調整のみならず測定の自動化も含めてハイスループット化することができる。将来的にはこのようなロボットによる実験自動化を「どの試料どのような条件・順番で測定するべきか?」という問いに答えるマテリアルズ・インフォマティクスや計測インフォマティクスと組み合わせることによって大量の実験データを効率的に取得することができるようになる。

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

    (9件)

すべて 2021 2018 その他

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [学会発表] 機械学習によるXMCDスペクトル計測の効率化2021

    • 著者名/発表者名
      上野哲朗
    • 学会等名
      SPRUCナノスピントロニクス研究会 2020年度第1回研究会「ナノスピントロニクス研究と放射光利用」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 適応型実験デザイン法によるX線スペクトル測定の効率化2021

    • 著者名/発表者名
      上野哲朗
    • 学会等名
      第44回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 適応型実験デザインによる物質計測の高効率化2021

    • 著者名/発表者名
      上野哲朗
    • 学会等名
      統計数理研究所 共同研究集会「諸科学における大規模データと統計数理モデリング」2020-ISMCRP-5005 ~「冬」オンライン会合シリーズ~
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Laboratory automation for magnetic materials study: Sample preparation with general-purpose robot arm2021

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Ueno
    • 学会等名
      4th QST International Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Machine-Learning Assisted X-Ray Spectroscopy for High-Throughput Characterization of Magnetic Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Ueno, Hideitsu Hino, Kanta Ono
    • 学会等名
      Intermag 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] マテリアルズ・インフォマティクス開発事例最前線2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤聡, 田村亮, 津田宏治, 犬丸啓, 折井靖光, 戸田浩樹, 廣瀬修一, 小林正和, 金子弘昌, 田中譲, 藤間淳, 上野哲朗, 小野寛太, 藤本憲次郎, 他
    • 総ページ数
      322
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437084
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 研究者Webページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/tetsuroueno

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究機関Webページ

    • URL

      https://www.qst.go.jp/site/kansai/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/tetsuroueno/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 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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