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透過電子顕微鏡による電磁場その場観察の高度化

使用透射电子显微镜对电磁场进行先进的原位观察

基本信息

批准号：
21H04608
负责人：
赤瀬善太郎
金额：
$ 36.86万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、透過電子顕微鏡を用いた材料・デバイスの電磁場評価は大きな進展がみられるが、外部磁場の変化に伴う磁区構造変化の観察に関してはまだ発展の余地がある。研究代表者はこの分野でローレンツ顕微鏡法をベースとした独自の観察手法を開発し、材料評価に展開している。本研究では近年透過電子顕微鏡の高分解能観察およびその場観察の分野にて技術的ブレイクスルーを起こしている高性能CMOSカメラを導入することで、研究代表者が開発した磁区構造変化のその場観察手法で得られるデータの質の大幅な改善を図るとともに、画像処理法を駆使したデータ解析の周辺技術を開発し、先端軟磁性材料の機能解明・性能評価に展開することを目的としている。2022年度の研究計画として(a)デジタルデータの解析方法の開発、(b)CMOSカメラを活用した電磁場解析法の模索、(c)実用材料の解析を挙げていた。2022年度からCMOSカメラを搭載した装置を実際に運用し、(a)(b)に関するノウハウを蓄積しつつ、(c)の実用材料の解析を進めた。特に(c)に関して、学会での成果発表後に複数の問い合わせがあり、多種の実用材料を解析する機会を得た。そのうちのいくつかは共同研究へと発展している。また、(a)(b)に関しても、連続ローレンツ顕微鏡像の強度輸送方程式法への展開や、CMOSカメラの高速データ取得特性と電子線ホログラフィーを組み合わせる手法に関して、データが得られてきており、次年度も手法改良の研究を継続する方針である。

In recent years, there has been great progress in the evaluation of electromagnetic fields through electron micromirrors, and there is still room for further development in the investigation of changes in the structure of the magnetic field accompanied by changes in the external magnetic field. The research representatives are interested in the development of independent observation methods and evaluation of materials. In this study, the introduction of high-performance CMOS technology for high-resolution field detection and field detection through electron micromirrors in recent years has led to the development of field detection methods for magnetic domain structure transformation, which have greatly improved the quality of field detection and image processing. The function of soft magnetic materials is explained and evaluated. The research plan for 2022 includes: (a) development of analytical methods for digital data;(b) modeling of electromagnetic field analysis using CMOS sensors; and (c) analysis of practical materials. In 2022, CMOS equipment was installed on the ground,(a)(b) related to the accumulation of materials,(c) analysis of practical materials. In particular, after the publication of the results, a number of questions were asked and a variety of practical materials were analyzed. We are working together to develop new technologies. (a)(b) The development of intensity transfer equation method for micro-mirror image, CMOS high-speed data acquisition characteristics and electronic line transmission characteristics are related to the development of technology and policy for the improvement of technology in the next year.