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 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656592
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 原子力学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: イオンビーム / 磁性パターニング / 鉄ロジウム合金 / マイクロビーム

研究概要

鉄ロジウム合金に、いろいろな形状の高エネルギーイオンマイクロビームを照射して、その後、放射光光電子顕微鏡（PEEM）や磁気力顕微鏡（MFM）により、試料表面の磁性構造を観察した。その結果、ミクロンメートルスケールの強磁性、反強磁性、常磁性状態からなる２次元微細磁気パターンの作製に成功したことがわかった。また、クラスターイオンビームを用いることにより、鉄ロジウム合金の、より効率的な磁性改質ができることが、XMCDやSQUID測定により明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetic patterning of FeRh thin films by energetic ion microbeam irradiation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Koide, T. Satoh, M. Kohka, Y. Saitoh, T. Kamiya, T. Ohkouchi, M. Kotsugi, T. Kinoshita, T. Nakamura, A. Iwase, T. Matsui
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 53 ページ: 05FC06(1-4)
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.05FC06
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of high temperature annealing on non-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.53.05FC08
  • 査読あり
• [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] 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: Trans. MRSJ 巻: 38 ページ: 329-331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on ferromagnetic ordering of FeRh thin films indced by energetic heavy ion irradiation by means of x-ray magnetic circular dchroism (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Aikoh, A. Tohki, S. Okuda, Y. Saitoh, T. Kamiya, T. Nakamura, T. Kinoshita, A. Iwase, T. Matsui
  • 雑誌名: Nucl. Instrm. Meth 巻: B314 ページ: 99-102
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2013.05.031
  • 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] MFM and PEEM observation of micrometer-sized magnetic dot arrays fabricated by ion-microbeam irradiation in FeRh films (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Aikoh, A. Tohki, T. Matsui, A. Iwase, T. Satoh, K. Takano, M. Kohka, Y. Saitoh, T. Kamiya, T. Ohkouchi, M. Kotsugi, T. Nakamura, T. Kinoshita
  • 雑誌名: J. Synchrotron. Rad 巻: 19 ページ: 223-226
  • DOI: 10.1107/S0909049511054057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of high temperature annealing on ion-irradiation induced magnetizaon in FeRh thin fims (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Tohki, K. Aikoh, A. Iwase, K. Yoneda, S. Kosugi, K. Kume, T. Batchuluun, R. Ishigami, T. Matsui
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 111 ページ: 07A742
  • DOI: 10.1063/1.3687133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on ion -irradiation induced ferromagnetism in FeRh intermetallic compound by means of magnetic Compton scattering (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kosugi, T. Matsui, N. Ishikawa, M. Itou, Y. Sakurai, K. Aikoh, K. Shimizu, Y. Tahara, F. Hori, A. Iwase
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 109 ページ: 07B737(1-3)
  • DOI: 10.1063/1.3559469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative control of magnetic ordering in FeRh thin films using 30keV Ga ion irradiation from focused ion beam system (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Aikoh, S. Kosugi, T. Matsui, A. Iwase
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 109 ページ: 07E311(1-3)
  • DOI: 10.1063/1.3549440
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of high temperature annealing on ferromagnetism induced by energetic ion irradiation in FeRh alloy (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kosugi, Nao Fujita, T. Matsui, F. Hori, Y. Saitoh, N. Ishikawa, Y. Okamoto, A. Iwase
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth 巻: B269 ページ: 869-872
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2010.12061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of threshold energies for displacements of Fe and Rh atoms in Fe-50at.%Rh intermetallic compound by using energetic electron irradiation at low temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kosugi, N. Ishikawa, Y. Saitoh, F. Hori, A. Iwase
  • 雑誌名: J. Nucl. Mater 巻: 411 ページ: 171-173
  • DOI: 10.1016/j.jnuclmat.2011.01.116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical calculations for magnetic property of FeRh intermetallic compound with site-exchange defects (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kaneta, S. Ishino, Y. Chen, S. Iwata, A. Iwase
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50 ページ: 105803(1-5)
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.105803
  • 査読あり
• [雑誌論文] 鉄ロジウム合金の高エネルギーイオンビームによる磁性改質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬彰宏, 松井利之, 堀 史説
  • 雑誌名: 金属学会報「まてりあ」 巻: 50巻 ページ: 27-253
  • 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, 斉藤勇一, 雨宮健太
  • 学会等名: 日本金属学会2013春季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140321-23
• [学会発表] Effects of energetic ion irradiation on 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. Kaneo, S. Semboshi, F. Hori, T. Matsui
  • 学会等名: 23rd Japan MRS Annual Meeting
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20131209-12
• [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. Saito, M. Sakamai, K. Amemiya, A. Iwase, T. Matsui
  • 学会等名: 58th Cof. On Magnetism and Magnetic Materals
  • 発表場所: Denvor, USA
  • 年月日: 20131104-08
• [学会発表] XMCD-PEEM observation of focused ion beam induced magnetic patterns on FeRh 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
  • 学会等名: 25th International Conference on Atomic Collisions in Solids
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20131015-21
• [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: T. Koide, T. Satoh, M. Kohka, Y. Saitoh, T. Kamiya, T. Ohkouchi, M. Kotsugi, T. Kinoshita, T. Nakamura, A. Iwase, T. Matsui
  • 学会等名: The 2013 JSAP-MRS Joint Syposium
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20130916-20
• [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: The 2013 JSAP-MRS Joint Symposium
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Magnetic property modification of FeRh alloy by the 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, France
  • 年月日: 20130527-31
• [学会発表] 軽イオンマイクロビーム照射によるFeRh 合金薄膜への面内微細磁気構造の作成とPEEM 観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小出哲也, 唐木淳志, 岩瀬彰宏, 松井利之, 佐藤隆博, 江夏昌志, 斉藤勇一, 神谷富裕, 大河内拓雄, 小嗣真人, 中村哲也, 木下豊彦
  • 学会等名: 金属学会春季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130327-29
• [学会発表] In-situ observation of annealing effect on irradiation-induced magnetic domain structure by XMCD-PEEM (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
  • 学会等名: 12th Joint MMM/Intermag Conference
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20130114-18
• [学会発表] In-situ evaluation of annealing effect on ion-irradiation induced ferromagnetism at FeRh thin film surface by means of XMCD (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Aikoh, A. Tohki, M. Sakamaki, K. Amemiya, A. Iwase, T. Matsui
  • 学会等名: 12th Joint MMM/Intermag Conference
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20130114-18
• [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: 金属学会2013秋期講演大会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2013-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] Study on ferromagnetic ordering of FeRh thin films induced by energetic heavy ion irradiation by means of x-ray magnetic circular dichroism (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Aikoh, A. Tohki, S. Okuda, Y. Saitoh, T. Kamiya, T. Nakamura, T. Kinoshita, A. Iwase, T. Matsui
  • 学会等名: 8th international Symposium on Swift Havy Ions in Matter
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20121024-27
• [学会発表] Modification of magnetic properties and lattice structure of FeRh intermetallic compound by high energy ion irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Iwase, T. Matsui
  • 学会等名: International Conference on Swift Heavy Ions in Materials and Characterization
  • 発表場所: Delhi, India
  • 年月日: 20121009-12
  • 招待講演
• [学会発表] FeRh 合金薄膜状にけるイオンビーム照射誘起面内磁気構造のXMCD-PEEM 観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 唐木淳志, 愛甲一馬, 松井利之, 岩瀬彰宏, 大河内拓雄, 小嗣真人, 中村哲也, 木下豊彦
  • 学会等名: 金属学会秋季大会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 20120917-19
• [学会発表] FeRh 薄膜におけるイオンビーム照射誘起強磁性の熱的回復挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 米田和弘, 唐木淳志, 岩瀬彰宏, 石神龍哉, 松井利之
  • 学会等名: 日本金属学会春季大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] FeRh 合金薄膜上におけるイオンビーム照射誘起面内微細磁気構造作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 唐木淳志, 愛甲一馬, 松井利之, 岩瀬彰宏
  • 学会等名: 日本金属学会春季大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] 高エネルギーイオンビーム励起反応場を利用した材料改質・創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬彰宏
  • 学会等名: 日本金属学会春季大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] イオンビーム照射によるFeRh 合金薄膜の面内微細磁気構造作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 唐木淳志, 岩瀬彰宏, 松井利之
  • 学会等名: 材料物性談話会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-01-16
• [学会発表] FeRh 薄膜におけるイオンビーム照射誘起強磁性の熱的回復挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 米田和弘, 唐木淳志, 石神龍哉, 松井利之, 岩瀬彰宏
  • 学会等名: 材料物性談話会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-01-16
• [学会発表] 1-3keVAr イオンビーム照射によりFeR 薄膜に誘起された表面強磁性のその場XMCD 観察と熱処理効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松井利之, 岩瀬彰宏, 酒巻真粧子, 雨宮健太
  • 学会等名: KEK/物構研 CMRC全体会議
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2012-01-12
  • 招待講演
• [学会発表] Modification of magnetic properties of FeRh alloys by using energetic ion beam (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Iwase
  • 学会等名: 21st MRSJ Academic Symposium
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2011-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] 1-3keVArイオンビーム照射によりFeRh 薄膜に誘起された表面磁性のその場XMCD観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松井利之, 愛甲一馬, 唐木淳志, 岩瀬彰宏, 酒巻真粧子, 雨宮健太
  • 学会等名: 第12回 イオンビームによる表面界面解析特別研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] FeRh 薄膜におけるイオンビーム照射誘起強磁性の熱的回復挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 米田和弘, 唐木淳志, 石神龍哉, 岩瀬彰宏, 松井利之
  • 学会等名: 第7回ナノプロセス研究会
  • 発表場所: 堺市
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Effect of high temperature annealing on ion-irradiation induced magnetization in FeRh thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Tohki, K. Aikoh, S. Kosugi, K. Kume, T. Batchuluun, N. Ishigami, A. Iwase, T. Matsui
  • 学会等名: 56th Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Scottedale, USA
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] FeRh 合金の高エネルギーイオン照射による構造・磁性変態-放射光MCP, XMCD(PEEM), EXAFSを用いた研究- (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬彰宏, 松井利之
  • 学会等名: スピン・電子運動量密度研究会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2011-09-23
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication of lateral magnetic structures on FeRh thin films by means of ion micro-beam irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Aikoh, Nao Fujita, T. Matsui, A. Iwase, T. Satoh, K. Takano, M. Kohka, Y. Saitoh, T. Kamiya, T. Nakamura, T. Ohkouchi, M. Kotsugi, T. Kinoshita
  • 学会等名: European MRS Spring Meeting
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2011-05-09