微細構造グラニュラー膜作製のための基礎的研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455142
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 丹司 敬義 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助教授 (90125609)
• 研究分担者: 室岡 義栄 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (40273263) ; 田中 成泰 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (70217032) ; 木村 啓子 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助手 (60262862)
• キーワード: 微細磁気構造 / グラニュラー膜 / ローレンツ電子顕微鏡法 / 電子ビーム加熱

研究概要

本研究の目的は、新磁性材料として近年注目されているグラニュラー磁性薄膜を微細化することにあり、具体的には、非磁性膜中に、数10nmと微細パターン化したグラニュラー状態の領域の作製を目指した。しかし、そのようの微小な領域の磁化状態を調べる手法は未だ確立されておらず、まず、10nm以下の超微粒子の磁性の観察を実現する必要があった。また、グラニュラー状態をパターン化するために、元の母層がアモルファスあるいは、粒径が1nm以下の超微細多結晶である必要がある。そこで、我々は、
i)直流マグネトロンスパッタリング法でいくつかの金属元素の組み合わせについて試み、Fe_8Mo_2に関して、アモルファス膜作製のための条件を見出した。
ii)次に、電解放出型透過電子顕微鏡に磁気シールドレンズを組み合わせたローレンツ電子顕微鏡法を用いて、(1)MgO単結晶中に埋め込まれたFe超粒子、および、(2)Fe_8Mo_2アモルファス膜中に析出したFe微粒子の観察を試み、単磁区構造を取っている10nm以下の超微粒子、あるいは微粒子群の磁化状態が直接観察できることを見出した。
iii)Fe_8Mo_2アモルファス膜を加熱しながら、200keVの電子ビーム照射により加熱し、部分的に微粒子を析出させることが出来ることを見出した。そして、100nmの線幅で、パターンを描くことができた。そして子の微粒子のなかに、自発磁化を持つものがあることがローレンツ電子顕微鏡法で確認できた。また、それらの微小領域x線分析では、空間分析能の低さから、正確な組成を決定することはできなかったが、母層よりも更にFeが多く含まれていることが確認できた。

研究成果

• [文献書誌] T.Tanji: "Differential microscopy by conventional electron off-axis holography" Applied Physics Letters. 69・18. 2623-2625 (1996)
• [文献書誌] S.Tanaka: "Transmission electron microscopy study of InGaAs/InGaP thin layer structrure grown by liquid phase epitaxy" Journal of Crystal Growth. 166・2. 334-338 (1996)
• [文献書誌] S.Tanaka: "XTEM sample preparation technique for n-type compound semiconductors using photochemical etching" Microscopy Research and Technique. 35・2. 363-364 (1996)
• [文献書誌] M.Hibino: "High resolution and high collection efficiency YAG screen for lens coupling TV and CCD camera" Proc. 6th Asia-Pacific Conf.on Electron Microscopy. 45-46 (1996)
• [文献書誌] 小粥(木村)啓子: "STEM-パラレルEELS元素マッピング" 生産と技術. 43・3. 11-13 (1996)
• [文献書誌] T.Hirayama: "Interference of three electron waves by two biprisms and its application to direct visualization of electromagnetic fields in small regions" Journal of Applied Physics. 82・2. 522-527 (1997)
• [文献書誌] T.Tanji: "Differential microscopy by electron holography with an electron trapezoidal prism" Microscopy and Microanalysis. 3・supl.2. 512-516 (1997)
• [文献書誌] S.Tanaka: "Phtochemical etching technique for preparing high-quality TEM samples of n-type compound semiconducgors" Jounal of Electron Microscopy. 46・2. 129-133 (1997)
• [文献書誌] Y.Murooka: "A Study of individual Carbon Nanotubes by Angular-Resolved EELS" Inst.Phys.Conf.Ser.153・8. 285-288 (1997)
• [文献書誌] T.Tanji: "Differential microscopy in off-axis transmission electron microscpy holography" Scanning Microscopy. supl.11(発売予定). (1998)