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2013 年度 実績報告書

スピン偏極パルスTEMの開発とナノスピン解析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21221005
研究機関名古屋大学

研究代表者

田中 信夫  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (40126876)

研究分担者 竹田 美和  公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 研究員 (20111932)
浅野 秀文  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50262853)
齋藤 晃  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 准教授 (50292280)
桑原 真人  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50377933)
研究期間 (年度) 2009-05-11 – 2014-03-31
キーワード電子顕微鏡 / スピンエレクトロニクス / 量子ビーム
研究概要

本研究では、スピン偏極電子線を用いた高分解能TEMを世界で初めて開発する。そして、新しいナノスピン解析技術の開発に本開発装置を役立てることを目的としている。
本年度は下記の5項目について実施し、それぞれの項目について目標以上の成果を得た。
(1)新TEMとの結合: 電気的安定性10^-6、真空度10^-7Paの30kV-TEM鏡体に、差動排気系を介してスピン偏極電子銃を取り付けに成功した。(2)高感度CCDカメラ検出: 透過電子回折図形や像は高感度、高時間分解能のCCDカメラで検出し、スピンの向きを変えた入射電子ごとの像や回折図形の取得を実現させた。(3)ロックイン検出: 偏極電子銃の励起光にパルス変調を行い、その変調を検出系に設けた偏向器や試料励起用ポンプレーザーと同期させることに成功した。これによりロックイン方式による像データのS/N比を上げることが可能となった。(4)超弱磁場対物レンズの装着: 磁性ドット試料に電子顕微鏡のレンズに必要な強磁場をかけないため、レンズギャップ付近の磁場をミリガウスオーダーにしたローレンツレンズを納入した。これによりローレンツ像の取得ならびに磁壁観察を実現した。(5)ナノスピン注入・改質・解析技術の新開発: スピン偏極電子銃から取り出した高スピン偏極電子をパーマロイ薄膜、ハーフメタルナノ積層構造にパルス注入することに成功。さらにスピン偏極TEM像の取得を行った。また、アップスピンTEM像とダウンスピンTEM像の差分像抽出解析を実現した。
これにより、本研究課題の目的であるスピン偏極パルスTEMの実現とその性能評価、物質観察への応用を達成した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Effect of compressive strain relaxation on surface morphology in GaAsP growth on GaP substrate2013

    • 著者名/発表者名
      X. Jin, S. Fuchi, and Y. Takeda
    • 雑誌名

      J. of Crystal Growth

      巻: 370 ページ: 201-207

  • [雑誌論文] スピン偏極パルス透過型顕微鏡の開発-偏極電子源の原理とその応用2013

    • 著者名/発表者名
      桑原真人、中西彊、竹田美和、田中信夫
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 48巻1号 ページ: 3-8

  • [雑誌論文] Phase-locking of oscillating images using laser-induced spin-polarized pulse TEM2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kuwahara, Y. Nambo, S. Kusunokk, X. Jin, K. Saitoh, H. Asano, T. Ujihara, Y. Takeda, T. Nakanishi, and N. Tanaka
    • 雑誌名

      Microscoopy

      巻: 62 ページ: 607-614

    • DOI

      10.1093/jmicro/dft035

    • 査読あり
  • [学会発表] 半導体光陰極を用いたTEMの空間コヒーレンス測定2014

    • 著者名/発表者名
      桑原真人、南保由人、鮫島健輔、楠総一郎、齋藤晃、宇治原徹、浅野秀文、竹田美和、田中信夫
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Development of spin-polarized transmission electron microscope2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kuwahara, S. Kusunoki, Y. Nambo, K. Sameshima, K. Saitoh, T. Ujihara, H. Asano, Y. Takeda, T. Nakanishi , and N. Tanaka
    • 学会等名
      9the International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '13
    • 発表場所
      Sheraton Kona (Hawaii)
    • 年月日
      20131202-20131206
  • [学会発表] スピン偏極パルスTEM2013

    • 著者名/発表者名
      桑原真人、楠総一郎、南保由人、鮫島健輔、齋藤晃、宇治原徹、浅野秀文、竹田美和、田中信夫
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第57回シンポジウム
    • 発表場所
      ウィンクあいち (名古屋市)
    • 年月日
      20131116-20131116
  • [学会発表] スピン偏極透過電子顕微鏡による電子線空間干渉性2013

    • 著者名/発表者名
      楠総一郎、桑原真人、宇治原徹、浅野秀文、竹田美和、齋藤晃、田中信夫
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク (吹田市)
    • 年月日
      20130925-20130928
  • [学会発表] スピン偏極パルス同期TEM像の取得2013

    • 著者名/発表者名
      桑原真人、楠総一郎、南保由人、鮫島健輔、齋藤晃、宇治原徹、竹田美和、中西彊、田中信夫
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第69回学術講演会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク (吹田市)
    • 年月日
      20130520-20130522

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公開日: 2015-05-28  

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