イオンビームを利用したフォトレジストレス磁性ナノパターニング法の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23656592
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 岩瀬 彰宏 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60343919)
• 研究分担者: 松井 利之 大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 教授 (20219372) ; 佐藤 隆博 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 放射線高度利用施設部, 研究副主幹 (10370404)
• キーワード: イオンビーム / 磁性改質 / 鉄ロジウム合金 / 深部磁性改質 / SQUID磁束計 / 磁気力顕微鏡（MFM)

研究概要

イオンスパッタ法により作成したFeRh薄膜、およびインゴットから切り出したFeRhバルク試料の磁性のイオン照射効果を引き続き実施した。バルク試料に関しては、高エネルギー軽イオン（H,He)照射による深部磁性改質を試みた。SQUD磁束計による磁化測定とTRIM計算により、試料表面から約10マイクロｍの深さに幅1μｍ程度の強磁性領域の発現を確認した。現在、磁化の深さ方向依存性に関して、MFM顕微鏡を用いて確認中である。また、イオンビームによる磁性変化をより効果的に行うため、FeRh薄膜試料において、単原子イオンでなく、原子が数個集合した高エネルギークラスターイオンを用いる照射実験も試みた。その結果、おなじ総エネルギー付与で比較しても、クラスターイオンを照射したほうが、単原子イオンを照射した場合より大きな磁化が得られ、また結晶配列の乱れを定量的に示す規則度も、クラスタービームのほうが大きく低下することも判明した。これは、結晶格子の乱れと強磁性発現が直接的な相関を持つことを示した重要な結果である。さらに、イオン照射による結晶構造変態により、FeRhバルク試料の硬度も系統的に変化することも見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Change in magnetic and structural properties of FeRh thin films by gold cluster ion beam irradiation with the energy of 1.67MeV/atom (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Koide, Y. Saitoh, M. Sakamaki, K. Amemiya, A. Iwase, T. Matsui
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 115 ページ: 17B722(1-4)
  • DOI: 10.1063/1.4864745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of high temperature annealing on non-thermal equilibrium phases induced by energetic ion irradiation in FeRh and Ni3V intermetallic compounds (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Hashimoto, Y. Kaneno, S. Semboshi, H. Yoshizaki, Y. Saitoh, A. Iwase
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53 ページ: 05FC08(1)-(4)
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.05F08
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Patterning of FeRh Thin Films by Energetic Light Ion Microbeam Irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Koide1, T. Satoh, M. Kohka, Y. Saitoh, T. Kamiya, T. Ohkouchi, M. Kotsugi, T. Kinoshita, T. Nakamura, A. Iwase and T. Matsui
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53 ページ: 05FC06(1)-(4)
  • DOI: 1.7567/JJAP.53.05FC06
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray magnetic circular dichroism photoemission electron microscopy of focused ion beam-induced magnetic patterns on iron-rhodium surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Tohki, K. Aikoh, R. Shinoda, T. Ohkouchi, M. Kotsugi, T. Nakamura, T. Kinoshita, A. Iwase, T. Matsui
  • 雑誌名: Nucl. Instrm. Meth 巻: B302 ページ: 51-54
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2013.03.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-thermal equilibrium crystal structure and Vickers hardness of FeRh intermetallic compound irradiated with energetic heavy ions (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Hashimoto, Y. Kaneno, T. Matsui, Y. Saitoh, A. Iwase
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 38 ページ: 329-331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on ferromagnetic ordering of FeRh thin films induced by energetic heavy ion irradiation by means of X-ray Magnetic Circular Dichroism (2013)
  • 著者名/発表者名: Aikoh, Kazuma; Tohki, Atsushi; Okuda, Shuichi, Yuichi Saitoh,Tomihiro Kamiya, Tetsuya Nakamura, Toyohiko Kinoshita, Akihiro Iwase, Toshiyuki Matsui,
  • 雑誌名: NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS 巻: 314 ページ: 9-102
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2013.05.031
  • 査読あり
• [学会発表] クラスターイオン照射を用いたFeRh合金薄膜の磁性改質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小出哲也、岩瀬彰宏、松井利之，酒巻真粧子，斎藤勇一，雨宮健
  • 学会等名: 日本金属学会2013春季大会
  • 発表場所: 東京、日本
  • 年月日: 20140321-20140323
• [学会発表] Effects of Energetic Ion Irradiation of Lattice Structures and Mechanical Properties of Intermetallic Compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yoshizaki, A. Hashimoto, A. Iwase, Y. Saitoh, Y. Kaneno, S. Semboshi, F. Hori, and T. Matsui
  • 学会等名: 23rd Japan MRS Annual Meeting
  • 発表場所: Yokohama Japan
  • 年月日: 20131209-20131211
• [学会発表] Change in magnetic and structural properties of FeRh thin films by energetic cluster ion beam irradiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Koide, Y. Saitoh, M. Sakamaki, K. Amemiya, A. Iwase and T. Matsui
  • 学会等名: 58th Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Denvor, USA
  • 年月日: 20131104-20131108
• [学会発表] 高エネルギービームによる材料の照射効果研究と材料改質への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬彰宏
  • 学会等名: 2013年金属学会秋期講演大会
  • 発表場所: 金沢、日本
  • 年月日: 20130917-20130919
  • 招待講演
• [学会発表] Magnetic Patterning of FeRh Thin Films by Energetic Light Ion Microbeam Irradiation and their XMCD-PEEM Observation (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Koide, Takahiro Satoh, Masashi Kohka, Yuichi Saitoh, Tomihiro Kamiya, Takuo Ohkouchi, Masato Kotsugi, Toyohiko Kinoshita, Tetsuya Nakamura, Akihiro Iwase and Toshiyuki Matsui
  • 学会等名: The 2013 JSAP-MRS Joint Symposiam
  • 発表場所: kyoto, Japan
  • 年月日: 20130916-20130920
• [学会発表] Effect of high temperature annealing on non-thermal equilibrium phases induced by energetic ion irradiation in FeRh and Ni3V intermetallic compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Hashimoto, Y. Kaneno, S. Semboshi, H. Yoshizaki, Y. Saitoh, A. Iwase
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposium
  • 発表場所: Kyoto Japan
  • 年月日: 20130916-20130920
• [学会発表] Magnetic Property Modification of FeRh Alloy by Combination of Energetic Ion Beam Irradiation and Subsequent Thermal Annealing (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Iwase, K. Aikoh, R. Ishigami, S. Okuda, T. Matsui
  • 学会等名: European- MRS 2013 Spring Meeting
  • 発表場所: Strasbourg, Franca
  • 年月日: 20130527-20130531