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Integrated data-driven analysis of materials properties by nano-electron probe scanning real/reciprocal space

通过纳米电子探针扫描实/倒易空间对材料特性进行集成数据驱动分析

基本信息

批准号：
21H04616
负责人：
武藤俊介
金额：
$ 26.87万
依托单位：
Nagoya 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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

１．ビームロッキング（BR）モードの高効率化：実空間走査に対し，逆空間走査法（BR法）では，微粒子や粒界及び微小析出物の分析に対応するために平行なナノビームを試料上の固定点で数度の角度で高速に振る必要がある．最小ビーム径は約0.5－1μm程度であったのを13nm φ径で収束角1mrad以下を実現した．２．L10型FePt合金ナノ粒子は高い磁気異方性と保持力を持つ磁気記録媒体としての応用が期待されている。本材料の磁気特性はナノ構造や熱処理によって変化し，高い空間分解能での磁気特性とミクロ磁気物性との相関を明らかにすることが重要である.本研究ではFe及びPtの隣接スピンの相対的な関係を明らかにするために，ナノビームによるTEM-EELSを用いてFe-M2,3，Pt-O2,3，Pt-N6,7及びFe-L2,3吸収端スペクトルに古典的EMCD法を適用し，ナノ構造によって連接スピンが平行または反平行となることを見出した.３．CL-ICP解析による格子振動解析：蛍光材料からの可視光発光CL-ICPは，熱散漫散乱を通じて結晶の局所対称性を反映するする．このCL-ICPは電気双極子遷移と磁気双極子遷移の発光ピークで異なっていることが見出されており，検出器のノイズ特性に合わせた暗電流によるバックグラウンドの効果的減算法を確立し、S/Nの良いデータを取得する技術を確立したことにより、ICPの温度変化などから格子振動の異方性を抽出した．４．SR光計測連携による計測のマルチスケール化：愛知SRセンターとの連携によって前年度、TEMとSR施設での共通試料測定のための試料大気非曝露搬送システムを構築した．５．前年度にBRモードX線分光及び原子分解能STEM像の組み合わせで非対称なセラミックス結晶粒界の構造解析を行い、粒界偏析する希土類元素の位置決定への道をつけることに成功した．

1. High efficiency of BR method: spatial investigation, inverse spatial investigation (BR method), analysis of fine particle boundaries and fine precipitates, parallel analysis, fixed point on sample, high speed vibration, etc. The smallest diameter of the alloy is about 0.5-1μm, and the diameter of the alloy is 13nm. The beam angle is less than 1mrad. 2. L10-type FePt alloy particles have high magnetic anisotropy retention and are expected to be used in magnetic recording media. The magnetic properties of this material are important in terms of structure, heat treatment, high spatial decomposition energy, magnetic properties, and correlation. In this study, the relationship between Fe and Pt is clarified. TEM-EELS is applied to Fe-M2,3, Pt-O2,3, Pt-N6,7 and Fe-L2,3 absorption terminals. The classical EMCD method is applicable to the structure of TEM-EELS. The visible light emitting CL-ICP of the optical material is reflected by the thermal dispersion and the symmetry of the crystal. This CL-ICP has been successfully used to determine the characteristics of detectors, dark currents, and the technology for obtaining S/N. ICP temperature change, lattice vibration and anisotropy extraction. 4. SR optical measurement connection, measurement and transformation: Aichi SR has successfully constructed a common sample transportation system for the determination of sample mass and non-exposure for TEM and SR in the previous year. 5. The combination of X-ray spectroscopic and atomic decomposition energy STEM images in the previous year has successfully established a channel for the determination of the position of rare earth elements in the structural analysis of crystal grain boundaries and grain boundary segregation.