2019 年度研究成果報告書

極低温モノクロメータ収差補正STEMによる強相関電子秩序の実空間原子スケール解析

研究課題

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研究課題/領域番号	17K04984
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	ナノ構造物理
研究機関	国立研究開発法人物質・材料研究機構
研究代表者	長井拓郎国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 主幹エンジニア (90531567)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	ローレンツ顕微鏡法 / 球面収差補正 / モノクロメータ / ヘリカル反強磁性 / 磁気ソリトン / 磁気相分離
研究成果の概要	モノクロメータとイメージ形成用球面収差補正装置を用いた高分解能ローレンツ電子顕微鏡法の開発を行った。この方法ではローレンツ電子顕微鏡像の情報限界が0.6 nmまで向上し、試料に磁場がかからない状態で0.62 nm周期の格子縞が観察された。この方法を用いて希土類金属ジスプロシウム(Dy)の磁気構造を観察した結果、1.4 nm離れた反転する磁気モーメントを分離して実空間観察することができた。さらに、無磁場下において存在する磁気ソリトンおよび磁場誘起ナノスケール磁気相分離を実空間観察することに成功した。
自由記述の分野	透過型電子顕微鏡
研究成果の学術的意義や社会的意義	次世代のスピントロニクスデバイスの研究開発においては、用いるナノスケール磁性体の磁気構造を明確に捉えることが基本となる。本研究で開発された、サブナノスケールで磁気構造を可視化するローレンツ顕微鏡法は、これらの研究開発を加速させるものと考えられる。また、この高分解能磁気イメージング技術は固体物理、材料科学等の基礎科学分野やエレクトロニクス、IT等の多様な産業分野における研究開発の進展に寄与するものと考えられる。