| 研究課題/領域番号 |
15310080
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ材料・ナノバイオサイエンス
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
武笠 幸一 北海道大学, 創成科学共同研究機構・学術研究院(特任教授) (00001280)
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| 研究分担者 |
末岡 和久 北海道大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (60250479)
石井 睦 北海道大学, 創成科学共同研究機構, 学術研究院(特任助教授) (20232225)
有田 正志 北海道大学, 大学院情報科学研究科, 助教授 (20222755)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| キーワード | 非接触原子間力顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / プローブ顕微 / 交換相互作用 / 強磁性共鳴 / スピン計測 |
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| 研究概要 |
磁気共鳴走査力顕微法の検討を行い、これを実現可能とする新しい走査プローブ顕微鏡システムの開発を行った。これまでに、走査型トンネル顕微鏡(STM)モードでSi(111)-7×7再構成表面の原子像の取得に成功し、セルの性能を確認した。また、原子間力顕微鏡(AFM)測定に必要となる光干渉測定系を構築し、ファイバ端とカンチレバーとの間の光干渉信号の検出に成功した。また、低温環境において、カンチレバーのQ値の増加などが測定可能であることを確認した。しかし、試料のアプローチに使用するZ粗動(慣性駆動)機構(attocube社製)の超高真空(10-8Pa)での動作が非常に不安定なため、走査プローブ顕微鏡システムとしての開発が終了していない状況となっている。他の部分は開発がほぼ終了しており、Z粗動機構さえ動作すればAFMとして動作することを確信している。
磁気共鳴型力顕微鏡測定に最適な構造を持つ新しい磁性体探針の作製を行った。その結果、探針先端部にのみ数μm程度の磁性体を成長させることに成功した。元素分析の結果、形成されたピラーにはシリコンの混入があり、珪化鉄となっている可能性があるが、磁気力顕微鏡の測定では磁区像が得られており、探針先端部分では強磁性が発現していることを確認した。
酸化ニッケル単結晶表面の観察を行い、交換相互作用検出に関する実験的な知見の蓄積を行った。探針材料とスピンに関する相互作用成分の大きさの比較の結果から、磁性体探針先端部の磁気特性が重要であり、磁化状態の制御された磁性体プローブが必要であることが確認された。
GaAs(110)をモデル表面として、交換相互作用検出の際のカンチレバーの加振方法の評価検討を行った。また、交換相互作用力の定量評価を実現するための基礎技術として、微少な磁気センサを搭載したカンチレバー作製した。
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