| 研究課題/領域番号 |
21K04878
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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29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
林 都隆 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 研究員 (60836857)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | ダイヤモンドNV中心 / 走査プローブ顕微鏡 / 局所磁場計測・イメージング / 超高真空・極低温 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
搬送型のダイヤモンドNV(窒素―空孔複合体)中心走査プローブ及び試料ホルダー機構を開発し、超高真空・極低温下で清浄な表面を作成・保存した状態で磁気イメージングを実現する。具体的には、再離脱・再嵌合が容易なプッシュオン型の同軸マイクロ波コネクタを採用して試料ホルダーに組み込み、真空を破らずに極低温下の走査プローブヘッドへの搬送を可能にする。ダイヤモンドNV中心プローブは、NV中心を含有するダイヤモンド粒子をFIB加工によって先鋭化し作成され、水晶振動子型の原子間力顕微鏡(AFM)機構を有したプローブ機構先端へ取り付けられ、AFM像を観察しながら、磁気像をナノスケールで取得する。
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| 研究成果の概要 |
これまでに開発した原子間力顕微鏡(AFM)機構とFPGA統合コントローラ及び制御プログラム、超高真空・極低温下で動作可能な搬送型の走査ダイヤモンドNV(窒素―空孔)中心プローブ機構とマイクロ波印加が可能な搬送型試料ホルダー機構を用いて、室温・大気中にて磁性体試料の磁気構造を観測した。
走査ダイヤモンドNV中心プローブには、柱状のダイヤモンドを集束イオンビーム（FIB)を用いて、先端が1.3μmになるよう先鋭化して用いた。磁性体試料はコバルト鉄(CoFe)薄膜の島構造を用いた。試料面を走査し取得したODMRスペクトルから特定周波数の蛍光強度をマッピングして磁場イメージを取得した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでの開発で得られた知見に加え、新たに開発した走査ダイヤモンドNV中心プローブの手法によって、磁場分布を持った磁性試料の磁場イメージングを、既存の測定装置と比較・検証できるレベルで確立できたことは、さらなる感度・空間分解能向上や超高真空・極低温というノイズの少ない環境下での動作の検証に必要な足掛かりであり、今後の研究を推進するうえで重要な意義がある。
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