| 研究課題/領域番号 |
18K13984
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
上野 哲朗 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 放射光科学研究センター, 主任研究員(定常) (20609747)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 磁区構造 / 機械学習 / 磁性材料 / 磁気光学Kerr効果 / FORC |
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| 研究実績の概要 |
本研究では磁性材料の磁区構造と局所磁化曲線を同時に測定する手法を開発し、これらの計測・データ解析を機械学習と融合することで革新的な磁性材料開発基盤を構築する。磁性材料の磁気光学Kerr効果顕微鏡画像を外部磁場可変下で大量に撮影し、画像解析によって1ピクセル毎の局所磁化曲線の一括測定(およそ1,000,000箇所の磁化曲線の同時測定)を実現する。ベイズ推定などの情報科学手法を用いた測定の最適化、機械学習を用いた大規模実験データ・マイクロ磁気シミュレーションデータの解析によって磁性材料の磁化反転過程や保磁力発現に寄与する特異な相や微細構造の特定を試みる。
このような目的のもと、本年度には「Kerr効果顕微鏡FORC(First-order reversal curves)測定システムの構築と測定」および「情報科学を駆使した大規模データ処理による局所 FORC 解析手法の開発」に着手した。実空間での磁区の変化とFORCの関係を調べるため、磁場中での観察が可能な磁気光学Kerr効果顕微鏡システムを構築する。Kerr効果顕微鏡によるFORC測定を効率的に実施するためのベイズ最適化などについて検討した。また磁気光学Kerr効果顕微鏡画像を解析するためのコンピュータプログラムを作成した。本解析プログラムはSliding Fast Fourier Transform (FFT)と主成分分析(PCA)と呼ばれる方法に基づくものであり、これを用いることで磁気光学Kerr効果顕微鏡画像のもつ特徴量を効率的に抽出することが可能となる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
FORC測定のベイズ最適化を検討中ではあるが、未だ計測システムに実装できていないため進捗がやや遅れている。2年度目にはこれらを含めた大規模データ測定・解析の方法論を実装することで初年度の進捗の遅れを取り戻すことができると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の研究実施計画に基づき、FORC測定のベイズ最適化の検討、試料振動型磁束計を用いたバルク平均FORC測定、Kerr効果顕微鏡FORC測定システムの構築と測定、情報科学を駆使した大規模データ処理による局所FORC解析手法の開発、モデル系への局所FORC解析の適用、磁気光学Kerr効果FORC測定システムの構築、マイクロ磁気シミュレーションを用いたFORC解析を直実に推進していく。
また情報科学系の手法については研究開発の進展が著しいため、適宜最新情報を取得しつつ本研究の推進に資するよう努める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画を一部後ろ倒ししたために次年度使用額が生じた。本年度の学会参加費・旅費として使用する予定である。
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