2023 年度研究成果報告書

磁化ダイナミックス計測と３次元計測に向けた軟X線MCD顕微鏡のイメージング法開発

研究課題

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研究課題/領域番号	20K12492
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分80040:量子ビーム科学関連
研究機関	公益財団法人高輝度光科学研究センター
研究代表者	小谷佳範公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 外来研究員 (10596464)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード	磁気イメージング / 軟X線顕微鏡 / ナノ集光 / 画像信号処理 / X線吸収分光
研究成果の概要	軟X線MCD顕微鏡は軟X線ビームをフレネルゾーンプレートによって集光し、磁気円二色性を利用して磁性体の磁区構造をナノスケールで描画できる走査型のイメージング装置である。試料表面の微小な凹凸や微傾斜がエッジ効果を生み出し、X線吸収像の定量的な解析を妨げていた。そこで、4象限型のフォトダイオードによる表面立体観察イメージング法を開発した。光電子の放出角度を演算的に導出することで試料表面の微結晶のファセットや微斜面の角度をX線吸収強度と同時に検出することを試みた。この同時計測によって、磁石表面形状と磁区像の対応が明確になり、永久磁石材料の磁化反転過程の研究に寄与できるものと期待できる。
自由記述の分野	量子ビーム
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究は放射光磁気イメージング手法の高度化であり、永久磁石をはじめとする磁性体研究に広く展開できる。また、表面形状や面内磁化情報を同時計測によって得られるため、X線のビームタイムの有効利用に貢献できる。学術的には、新たな磁性体の特性解明や材料設計へのフィードバックによる短周期開発が促進され、社会的には、エネルギー効率の向上や環境負荷の低減につながる技術革新につながることが期待される。