高輝度LED光源を用いた磁石材料の高速磁気イメージング装置の開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K06389
• 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: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 竹澤 昌晃 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (20312671)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 磁区 / 永久磁石 / LED光源 / 磁気Kerr効果

研究成果の概要

ハイブリッド・電気自動車用駆動モーターでの使用を想定した高耐熱磁石を希少資源(レアメタル)フリーで実現することを最終目標として、磁石材料の高温下での減磁機構をミクロな観点から解明することができる、「バルク磁石材料対応の高速磁気イメージング装置」を構築することを目的とした。このために、高磁界を印加可能な高分解能Kerr効果顕微鏡の光源を、高輝度LEDに置き換えることで、数T励磁下での磁化反転過程を磁区観察可能な高速動磁区観察システムの開発した。結果として、Kerr効果による磁区観察には十分な光量であり、交流磁界励磁下の長時間観察においても光源のちらつき無く安定して観察ができることが分かった。

自由記述の分野

電気電子工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

現状の超高圧水銀ランプ光源は、高輝度ではあるが輝度の時間安定性に欠け、磁石試料に求められる長時間のデータ取得に耐えられなかった。安定な顕微鏡光源としてLED光源が開発されてきたが、その輝度は超高圧水銀ランプに劣り、磁区観察用光源としては低倍率のものが市販されているに留まっていた。LED光源を利用することで、磁石試料の磁化反転過程の磁区のダイナミクス観察を安定に実現でき、高耐熱磁石の設計指針導出のみならず、安価・簡便で広く普及可能なLED光源利用の高速磁気イメージング装置の実現に向けて、大きなブレークスルーが得られるものと確信する。