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電子線ホログラフィーによる磁場解析の高度化と磁石材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21J12607
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関九州大学

研究代表者

LEE SUJIN  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードelectron holography / demagnetization field / Nd-Fe-B magnet / TEM / coercivity / permanent magnet / phase shift / 3D magnetic simulation
研究開始時の研究の概要

透過電子顕微鏡法の一種である電子線ホログラフィーを高度化し、磁石材料内部の反磁場の分布を明らかにすることを目的とする。従来、電子線ホログラフィーの観察対象は「磁束」、即ち磁化と磁場(試料内の反磁場や、試料外の漏洩磁場)が加算されたものに制限されていた。本研究では、透過電子顕微鏡法で決定した結晶方位(磁化容易軸の方向)や試料形態、ならびに三次元磁場分布の計算結果を参照して、磁化由来の成分と、反磁場由来の成分を分離する技術の基盤を整備する。

研究実績の概要

We established a new method that extracts the demagnetization field from electron holography observation (i.e., reconstructed phase image) in the last fiscal year. In the next step, to prove the validity of the method, we applied it to a real thin-foiled singlecrystalline Nd2Fe14B specimen with a parallelepiped shape. As a result, the demagnetization field could be observed within the specimen. Furthermore, the result of demagnetization field in this research agrees with the simulation based on micromagnetic theory showing the accuracy of <0.065 T (Tesla). The method can be applied to a permanent magnet and help with the understanding on the coercivity mechanism. The achievements were published in Microscopy in November 2022.

The other subject is the precision improvement of phase-shift analysis on a Nd-Fe-B thin foil that causes a poor contrast of electron hologram because of consisting of heavy element (i.e., Nd element). The electron holograms with a poor contrast produces the undesired phase discontinuities during the process of phase retrieval. For this purpose, we carried out the noise reduction of electron hologram observations with the the wavelet hidden Markov model (WHMM) that can distinguish the signal even weaker than the noise. Consequently, it was demonstrated that the noise reduction using WHMM was effective for suppressing the unwanted discontinuity. The denoising with WHMM can be helpful to improve the precision in the analysis of demagnetization field deduced from the method in this research.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Extraction of Phase Information Approximating the Demagnetization Field within a Thin-foiled Magnet Using Electron Holography Observation2023

    • 著者名/発表者名
      S. Lee, A. Sato, T. Tamaoka, K. Yubuta, M. Auchi, T. Sasaki, T. Ohkubo, K. Hono, Y. Murakami
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: - 号: 4 ページ: 343-352

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfac066

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Observation of demagnetization field within thin-foiled Nd-Fe-B magnet by using electron holography2022

    • 著者名/発表者名
      Sujin Lee, Atsuko Sato, Takehiro Tamaoka, Kunio Yubuta, Mitsunari Auchi, Yasukazu Murakami
    • 学会等名
      2022年度日本金属学会九州支部・日本鉄鋼協会九州支部・軽金属学会九州支部・合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Extraction of phase information about demagnetization field using electron holography observation2022

    • 著者名/発表者名
      Sujin LEE, Atsuko Sato, Takehiro Tamaoka, Kunio Yubuta, Mitsunari Auchi, Yasukazu Murakami
    • 学会等名
      第64回 日本顕微鏡学会 九州支部集会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Observation of demagnetization field within thin-foiled Nd-Fe-B magnet by using electron holography2022

    • 著者名/発表者名
      LEE SUJIN
    • 学会等名
      The 78th Annual Meeting of The Japanese Society of Microscopy
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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