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強磁性・強誘電薄膜の磁区・分域構造観察に適した高感度磁気・電気力顕微鏡探針の作製

研究課題

研究課題/領域番号 20H00954
研究種目

奨励研究

配分区分補助金
審査区分 2180:ナノマイクロ科学、応用物理物性、応用物理工学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学、人間医工学およびその関連分野
研究機関秋田大学

研究代表者

江川 元太  秋田大学, 理工学研究科, 技術職員

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
480千円 (直接経費: 480千円)
2020年度: 480千円 (直接経費: 480千円)
キーワード強磁性・強誘電薄膜 / 磁気力顕微鏡 / 静電気力顕微鏡 / 磁気・静電気力顕微鏡探針 / 電界記録型レーストラックメモリ / 磁気・電気力顕微鏡探針 / 電界書込み
研究開始時の研究の概要

近年, ハードディスクドライブに取って代わる情報記録装置として, 大容量かつ低消費電力稼働のレーストラックメモリが注目されている. 本研究室では, このメモリを, 低消費電力記録化およびデバイス構造簡素化する, 強磁性・強誘電薄膜を用いた電界記録を提案している. その薄膜の機能性(電界印加による磁化反転)評価を微小領域で簡便に行うには, 走査型プローブ顕微鏡を用い, 探針で試料表面に電界を印加し, その後, 磁気力顕微鏡で磁区構造を測定することが有効である. 本研究では、その測定を正しく行う際に重要な, 導電(電界印加可能), 飽和磁化可変(適切な感度), 高保磁力(探針磁化反転の抑制)の高性能な磁性探針の開発を試みる.

研究成果の概要

革新的な次世代記録デバイスとして期待されているレーストラックメモリを低記録電力化および簡素デバイス構造化するために,本研究室では強磁性・強誘電薄膜を用いる事を提案している.その薄膜の性能(電界印加による磁化反転)評価には,磁気力顕微鏡(MFM)と静電気力顕微鏡(EFM)を用いて磁区と分域構造を評価する事が有効であるが,市販の探針では,その評価に適するか不明であった.本研究課題では,種々の条件でCoCrPt系金属磁性薄膜をSi探針母材に成膜し,種々の飽和磁化及び保磁力を有する探針を作製し,強磁性・強誘電薄膜の磁区及び分域構造を高分解能で観察することが可能な最適な特性を有する探針の選定に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで,MFMとEFMを用いて強磁性・強誘電薄膜の評価を行う際には,市販の磁性探針が使用されていたが,種類が極めて少なく,かつ磁気特性も不明なものが多く,磁気特性が開示されていても,保磁力や飽和磁化が小さい,保磁力が大きいが導電性が無い,など,強磁性・強誘電薄膜の評価には適さなかった.本研究課題で作製したCoCrPt系金属磁性薄膜を成膜した探針は,MFMにおいては磁区構造の明瞭な観察が可能で,EFMにおいても分域構造の極性を正確に測定する事が可能な探針であるとともに,種々の高機能薄膜の高分解能観察に適した特性への調整も可能と考えられることから,今後の次世代デバイスの開発に貢献する事ができる.

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 電界駆動型光変調素子への応用に向けた磁気Kerr効果の大きいBiFeO3系強磁性・強誘電薄膜材料の探索2020

    • 著者名/発表者名
      吉村哲,山本大地,武田航太朗,尾関拓海,江川元太
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 44 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高感度磁気・電気力顕微鏡探針の作製と強磁性・強誘電薄膜の磁区・分域構造観察2021

    • 著者名/発表者名
      江川元太,細谷亮太,大下直哉,吉村哲
    • 学会等名
      日本素材物性学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] (Bi0.5A0.5)(Fe1-XCoX )O3 (A : ランタノイド,X : 0 - 0.3) 薄膜の磁気Kerr効果2021

    • 著者名/発表者名
      吉村哲,山本大地,武田航太朗,尾関拓海,江川元太
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 強磁性・強誘電/強磁性金属積層膜での電界印加磁気転写に向けた高飽和磁化・垂直磁化BiFeO3系強磁性・強誘電薄膜材料の探索2020

    • 著者名/発表者名
      吉村哲,山本大地,武田航太朗,尾関 拓海,江川元太
    • 学会等名
      日本磁気学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電界駆動型光変調素子への応用に向けた磁気Kerr効果の大きいBiFeO3系強磁性・強誘電薄膜材料の探索2020

    • 著者名/発表者名
      吉村哲,山本大地,武田航太朗,尾関拓海,江川元太
    • 学会等名
      映像情報メディア学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-03-23  

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