低磁場環境で動作する走査ＳＱＵＩＤ‐ＮＭＲ顕微鏡の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760316
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 宮戸 祐治 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80512780)
• 研究協力者: 糸﨑 秀夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70354298)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 走査プローブ顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 超伝導量子干渉素子 / 核磁気共鳴

研究概要

これまでに超伝導量子干渉素子(SQUID)を応用することで、局所磁場を空間分解能高く撮像可能な走査SQUIDプローブ顕微鏡を開発してきた。局所の核磁気共鳴（NMR）計測を目標にして、走査SQUIDプローブ顕微鏡と低磁場NMR計測とを組み合わせた走査SQUID-NMR顕微鏡の装置開発を行った。低磁場環境中で原子間力顕微鏡によりプローブ試料間距離制御を実現できる装置基本形までは完成させたが、SQUIDとプローブ間の磁気伝達に問題があり、顕微鏡としての磁気感度が十分でないことがわかった。そこで、磁気結合を向上させるために基板共振器がなくても動作できるrf-SQUIDを開発し、その解決を目指した。

研究成果

• [雑誌論文] Fine Probe for an STM-SQUID Probe Microscope (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe, Y. Miyato, S. Matsusawa, H. Itozaki
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: 23 ページ: 16001804
  • DOI: 10.1109/TASC.2012.2235506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine Local Magnetic Structures Measured by STM-SQUID Microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe, S. Matsusawa, Y. Miyato, H. Itozaki
  • 雑誌名: J. Magn. Soc. Jpn 巻: 37 ページ: 1302R002
  • DOI: 10.3379/msjmag.1302R002
  • 査読あり
• [学会発表] 高温超伝導rf-SQUIDの共振周波数の外径依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 芦塚拓也,酒井章,宮戸祐治,糸﨑秀夫
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] 走査SQUIDプローブ顕微鏡におけるプローブの磁束伝達特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮戸祐治, 他
  • 学会等名: 超伝導エレクトロニクス研究会1月研究会
  • 発表場所: 機械振興会館
  • 年月日: 2014-01-23
• [学会発表] 高温超伝導rf-SQUID用基板共振器の共振特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井章,松井保憲,宮戸祐治,糸﨑秀夫
  • 学会等名: 第12回低温工学・超伝導若手合同講演会
  • 発表場所: 大阪市立大学文化交流センター
  • 年月日: 2013-12-13
• [学会発表] 絶縁性材料の測定が可能なAFM-SQUID顕微鏡 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久山耕平,宮戸祐治,糸﨑秀夫
  • 学会等名: 第12回低温工学・超伝導若手合同講演会
  • 発表場所: 大阪市立大学文化交流センター
  • 年月日: 2013-12-13
• [学会発表] Magnetic coupling between probe and SQUID in STM-SQUID microscope (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsui, Y. Miyato, H. Itozaki
  • 学会等名: ISS2013
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2013-11-20
• [学会発表] Sub-micron magnetic resolution achieved by scanning SQUID microscope (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyato, et al
  • 学会等名: ISS2013
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2013-11-20
• [学会発表] AFM-SQUID microscope for magnetic imaging of Insulators (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hisayama, Y. Miyato, H. Itozaki
  • 学会等名: ISS2013
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2013-11-20
• [学会発表] Resonant frequency of high Tc rf-SQUID resonator (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Sakai, Y. Matsui, Y. Miyato, H. Itozaki
  • 学会等名: ISS2013
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2013-11-20
• [学会発表] 高透磁率プローブを用いた走査SQUIDプローブ顕微鏡の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮戸祐治, 他
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] 絶縁性磁性材料用のAFM-SQUID顕微鏡 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久山耕平,宮戸祐治,糸﨑秀夫
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] 高温超伝導rf-SQUID用誘電体共振器の共振特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井章,松井保憲,宮戸祐治,糸﨑秀夫
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] STM/AFMを用いた走査SQUID顕微鏡の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮戸祐治, 他
  • 学会等名: 第37回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2013-09-03
• [学会発表] Scanning SQUID probe microscope with STM and AFM (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyato, et al
  • 学会等名: ISEC2013
  • 発表場所: Cambridge, USA
  • 年月日: 2013-07-10
• [学会発表] STM-SQUID顕微鏡におけるプローブ・SQUID間の磁気伝達効率 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松井保憲,酒井章,宮戸祐治,糸﨑秀夫
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] サブミクロン先端径プローブを用いたSTM-SQUID顕微鏡 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉騎通,宮戸祐治, 他
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] ニードルプローブ走査型STM-SQUID顕微鏡の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉騎通,宮戸祐治, 他
  • 学会等名: 第11回低温工学・超伝導若手合同講演会
  • 発表場所: 大阪市立大学文化交流センター
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] Fine probe for an STM-SQUID probe microscope (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe, Y. Miyato, et al
  • 学会等名: ASC2012
  • 発表場所: Portland, USA
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] Fine local magnetic structures measured by STM-SQUID microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Watanabe, Y. Miyato, et al
  • 学会等名: ICAUMS2012
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2012-10-02
• [備考] ⑯の学会発表で久山耕平が低温工学・超伝導関西若手奨励賞を受賞