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2015 年度 実績報告書

強磁性共鳴を用いた磁気交換力顕微鏡によるナノ磁性体の交換相互作用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26286051
研究機関大阪大学

研究代表者

李 艶君  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50379137)

研究分担者 菅原 康弘  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40206404)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード交換力分光法 / ナノ構造体 / ナノ磁性体
研究実績の概要

平成27年度は、まず、原子操作技術を用いて構成原子数の明らかなナノ構造体を絶縁体表面に構築した。次に、試料表面の3次元的な交換エネルギー分布を導出できる分光法を開発した。具体的、以下のように実施した。
1)構成原子数の明らかなナノ磁性体の絶縁体表面を構築した。
ナノ磁性体に閉じ込められる電子のエネルギー状態やスピン状態は、ナノ磁性体を構成する原子数に大きく依存する。そこで、原子操作技術を用いて構成原子数の明らかなナノ構造体を絶縁体表面に構築した。なお、ナノ磁性体の構成原子としては、コバルト(Co)を絶縁体表面として塩化ナトリウム表面を取り上げた。

2)3次元・交換力分光法を開発した。
ナノ磁性体の磁性を解明するため、個々の原子位置での交換エネルギーの深さと原子間の障壁の大きさを議論する必要がある。そこで、磁性体探針と磁性体試料の間の距離を変えながら、カンチレバーの周波数シフトの変調成分を3次元的に測定し、その交換エネルギー分布を導出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

1)原子操作技術を用いて構成原子数の明らかなナノ構造体を絶縁体表面に構築した。

2)次に、試料表面の3次元的な交換エネルギー分布を導出できる分光法を開発した。

今後の研究の推進方策

まず、ナノ磁性体の交換相互作用を解明する。
具体的に、3次元フォース分光法を用いて、1次元・2次元・3次元のナノ磁性体における磁気交換相互作用を解明する。ナノ磁性体を構成する原子数や原子種、次元がスピン状態にどのように影響するかを実験的に検討する。

次に、個々の磁性原子間の交換相互作用を解明する。
具体的に、ナノ磁性体を構成する個々の原子間の交換相互作用について検討する。具体的には、3次元の交換ポテンシャルを水平方向に対して微分し、水平方向に働く交換力を導出する。

次年度使用額が生じた理由

必要な消耗品を購入し、残った分を次年度に繰り越した。

次年度使用額の使用計画

次年度の予算に追加し消耗品で使用する予定である。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 14件、 招待講演 10件)

  • [雑誌論文] Distance dependence of atomic-resolution near-field imaging on α-Al2O3 (0001) surface with respect to surface photovoltage of silicon probe tip2016

    • 著者名/発表者名
      Junsuke Yamanishi, Takashi Tokuyama, Yoshitaka Naitoh, Yan Jun Li, and Yasuhiro Sugawara
    • 雑誌名

      Nano Research

      巻: 9 ページ: 530-536

    • DOI

      DOI: 10.1007/s12274-015-0934-

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atomic force microscopy identification of Al-sites on ultrathin aluminum oxide film2015

    • 著者名/発表者名
      Yan Jun Li, Jan Brndiar, Yoshitaka Naitoh, Yasuhiro Sugawara and Ivan Stich
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 26 ページ: 5057704-505708

    • DOI

      10.1088/0957-4484/26/50/505704

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atomic-Resolution Imaging of the Optical Near Field Based on the Surface Photovoltage of a Silicon Probe Tip2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Sugawara, Junsuke Yamanishi, Takashi Tokuyama, Yoshitaka Naitoh, and Yan Jun Li
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW APPLIED

      巻: 3 ページ: 044020(1-6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevApplied.3.044020

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface potential imaging with atomic resolution by frequency-modulation Kelvin probe microscopy without bias voltage feedback2015

    • 著者名/発表者名
      Lili Kou, Zongmin Ma, Yan Jun Li, Yoshitaka Naitoh, Masahara Komiyama and Yasuhiro Sugawara
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 26 ページ: 195701-195707

    • DOI

      10.1088/0957-4484/26/19/195701

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic force microscopy using tip magnetization modulated by ferromagnetic resonance2015

    • 著者名/発表者名
      Eiji Arima, Yoshitaka Naitoh, Yan Jun Li, Satoru Yoshimura, Hitoshi Saito, Hikaru Nomura, Ryoichi Nakatani and Yasuhiro Sugawara
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 26 ページ: 125701-125706

    • DOI

      10.1088/0957-4484/26/12/125701

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Dipole moment induced local surface potential on TiO2(110) investigated by electrostatic force microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      H. F. Wen,Y. Naitoh, Y. J. Li and Y. Sugawara
    • 学会等名
      第63回応用物理学春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 厚いカンチレバーへの正面光照射による誘起振動の解析2016

    • 著者名/発表者名
      山西絢介,内藤賀公,李艶君,菅原康弘
    • 学会等名
      第63回応用物理学春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] アルミナ薄膜上のPdクラスターへのCO吸着のAFM観察2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉友啓、横山弘尭、多田昌史、内藤賀公、李艶君、菅原康弘
    • 学会等名
      第63回応用物理学春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 内藤 賀公,李 艶君,菅原 康弘2016

    • 著者名/発表者名
      内藤 賀公,李 艶君,菅原 康弘
    • 学会等名
      物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学、仙台市
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 3D force vector detection above Ge(001)-c(4x2) surface at atomic scale with multi-frequency atomic force microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Naitoh, Y. J. Li, Y. Sugawara
    • 学会等名
      Kyoto Workshop on Recent Progress in Advanced Scanning Probe Techniques
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 年月日
      2016-03-10 – 2016-03-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 静電気力顕微鏡による機能性材料の評価2016

    • 著者名/発表者名
      李艶君、温煥飛、横山弘尭、末貞昌英、渡邉友啓、多田昌史、内藤賀公、菅原康弘
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部「表面・界面の顕微分析セミナー」
    • 発表場所
      大阪大学, 大阪府吹田市
    • 年月日
      2016-03-03 – 2016-03-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of Al Atoms sites on Al2O3 /NiAl(110) surface by NC-AFM2015

    • 著者名/発表者名
      Y. J. Li, H. Yokoyama, Y. Naitoh and Y. Sugawara
    • 学会等名
      ICSPM 23 (23rd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy)
    • 発表場所
      Hilton Niseko Village, Hokkaido
    • 年月日
      2015-12-10 – 2015-12-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic resolution imaging of photon-induced force on the sapphire α-Al2O3(0001) surface2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugawara, J. Yamanishi, Y. Naitoh and Y. J. Li
    • 学会等名
      The international symposium on “Recent Trends in Analysis Techniques for Functional Materials and Devices”
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館、大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atomic dipole moment distribution on TiO2(110) surface investigated by electrostatic force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. F. Wen,M. Suesada,Y. Naitoh Y. J. Li,and Y. Sugawara
    • 学会等名
      The international symposium on “Recent Trends in Analysis Techniques for Functional Materials and Devices”
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館、大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of the contact potential difference of palladium clusters by Kelvin probe force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yokoyama, T. Watanabe, M. Tada, N. Yoshitaka, Y. J. Li and Y. Sugawara
    • 学会等名
      The international symposium on “Recent Trends in Analysis Techniques for Functional Materials and Devices”
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館、大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 強磁性共鳴を用いたスピン情報の分離測定2015

    • 著者名/発表者名
      有馬英司、徳田郁美、山田純平、内藤賀公、李艶君、菅原康弘
    • 学会等名
      関西薄膜・表面物理学セミナー
    • 発表場所
      グリーンビレッジ交野、大阪府交野市
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-21
  • [学会発表] Atomic dipole moment on TiO2(110) surface investigated by EFM/FM-KPFM without bias voltage feedback2015

    • 著者名/発表者名
      H. F. Wen, M. Suesada, Y. Naitoh, Y. J. Li and Y. Sugawara
    • 学会等名
      関西薄膜・表面物理学セミナー
    • 発表場所
      グリーンビレッジ交野 大阪府交野市
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-21
  • [学会発表] 力検出を用いた近接場光学顕微鏡による高分解能観測2015

    • 著者名/発表者名
      山西絢介,徳山貴士,内藤賀公,李艶君,菅原康弘
    • 学会等名
      関西薄膜・表面物理学セミナー
    • 発表場所
      グリーンビレッジ交野 大阪府交野市
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-21
  • [学会発表] Identification of Al Atoms sites on Al2O3 /NiAl(110) surface by NC-AFM2015

    • 著者名/発表者名
      Y. J. Li, H. Yokoyama, Y. Naitoh and Y. Sugawara
    • 学会等名
      EMN Bangkok Meeting (Eenergy, Materials, Nanotechnology)
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atomic-scale imaging of electronic properties of the surface by electrostatic force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. F. Wen, M. Suesada, Y. Naitoh, Y. J. Li and Y. Sugawara
    • 学会等名
      EMN Bangkok Meeting (Eenergy, Materials, Nanotechnology)
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-11-10 – 2015-11-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アルミナ薄膜に担持したパラジウム微粒子のサイズ・接触電位差測定2015

    • 著者名/発表者名
      渡邉友啓、横山弘尭、内藤賀公、李艶君、菅原康弘
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場, 名古屋市
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-15
  • [学会発表] Investigation of local dipole moment on TiO2(110) surface by EFM/FM-KPFM without bias voltage feedback2015

    • 著者名/発表者名
      H. F. Wen, M. Suesada, Y. J. Li, Y. Naitoh, Y. Sugawara
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-15
  • [学会発表] ケルビンプローブ力顕微鏡による機能材料評価2015

    • 著者名/発表者名
      李艶君、温煥飛、横山弘尭、末貞昌英、渡邉友啓、多田昌史、内藤賀公、菅原康弘
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] NC-AFM identification of different Al Atoms on Al2O3/NiAl(110) surface2015

    • 著者名/発表者名
      Y. J. Li, J. Brndiar, Y. Naitoh, Y. Sugawara, I. Stich
    • 学会等名
      NC-AFM 2015
    • 発表場所
      Cassis, France
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Force vector mapping of tip-surface interaction visualized by multi-frequency AFM2015

    • 著者名/発表者名
      J. Yamanishi, T. Tokuyama, Y. Naitoh, Y. J. Li and Y. Sugawara
    • 学会等名
      NC-AFM 2015
    • 発表場所
      Cassis, France
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic resolution imaging of topography and optical near-field on insulating surface2015

    • 著者名/発表者名
      J. Yamanishi, Y. Naitoh, Y. J. Li, Y. Sugawara
    • 学会等名
      The Third China-Japan symposium on Nanomedicine
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-06-19 – 2015-06-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous AFM/STM measurements of electronic state and stable contrast mode on rutile TiO2(110) surface by W-coated Si tip2015

    • 著者名/発表者名
      Y. J. Li, Y. Tsukuda, Y. Naitoh, Y. Sugawara
    • 学会等名
      The Third China-Japan symposium on Nanomedicine
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-06-19 – 2015-06-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atomic resolution imaging of topography and optical near-field on the sapphire α-Al2O3 (0001) surface2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugawara, J. Yamanishi, Y. Naitoh, Y. J. Li
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D and Materials Research (CC3DMR)
    • 発表場所
      Busan, South Krorea
    • 年月日
      2015-06-15 – 2015-06-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Identification of Al atoms sites on ultrathin Al2O3 film on NiAl(110) surface by NC-AFM2015

    • 著者名/発表者名
      Y. J. Li, Y. Naitoh, Y. Sugawara, J. Brndiar and I. Stich
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D and Materials Research (CC3DMR)
    • 発表場所
      Busan, South Krorea
    • 年月日
      2015-06-15 – 2015-06-19
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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