| 研究課題/領域番号 |
20K12492
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 公益財団法人高輝度光科学研究センター |
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研究代表者 |
小谷 佳範 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 外来研究員 (10596464)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 磁気イメージング / 軟X線顕微鏡 / ナノ集光 / 画像信号処理 / X線吸収分光 / ナノ集光イメージング / MCD / 顕微鏡技術 / 軟X線吸収分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
軟X線MCD顕微鏡は磁気円二色性の原理を利用して磁性材料の磁区構造や減磁過程をナノスケールで観察できる装置である。従来の全電子収量法ではX線照射によって流れる試料電流からX線吸収量を換算するが、結晶粒の凹凸によって定量的な解析が妨げられる場合があった。そこで、集光光学素子群の一部を小型の検出器に置き換え、X線吸収量と蛍光X線(あるいは二次電子束)の放出角度を同時に捉える新規イメージング法を開発する。放出角度から結晶粒の形状を演算的に導出することで試料の３次元構造と磁化の関係性を明らかにすることを目指す。さらに、デバイスのin-situ計測など磁化ダイナミックスの研究に応用させる。
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| 研究成果の概要 |
軟X線MCD顕微鏡は軟X線ビームをフレネルゾーンプレートによって集光し、磁気円二色性を利用して磁性体の磁区構造をナノスケールで描画できる走査型のイメージング装置である。試料表面の微小な凹凸や微傾斜がエッジ効果を生み出し、X線吸収像の定量的な解析を妨げていた。そこで、4象限型のフォトダイオードによる表面立体観察イメージング法を開発した。光電子の放出角度を演算的に導出することで試料表面の微結晶のファセットや微斜面の角度をX線吸収強度と同時に検出することを試みた。この同時計測によって、磁石表面形状と磁区像の対応が明確になり、永久磁石材料の磁化反転過程の研究に寄与できるものと期待できる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は放射光磁気イメージング手法の高度化であり、永久磁石をはじめとする磁性体研究に広く展開できる。また、表面形状や面内磁化情報を同時計測によって得られるため、X線のビームタイムの有効利用に貢献できる。学術的には、新たな磁性体の特性解明や材料設計へのフィードバックによる短周期開発が促進され、社会的には、エネルギー効率の向上や環境負荷の低減につながる技術革新につながることが期待される。
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