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音響波を用いたナノスケール磁気・強誘電ドメインの生成と駆動

使用声波生成和驱动纳米级磁域和铁电域

基本信息

批准号：
21K14488
负责人：
中村飛鳥
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は強磁性体、強誘電体中にps×nmの時空間スケールの光音響波を発生させ、その光音響波による磁気、誘電ドメインの生成および駆動を目指すものである。このような目的のためには、磁性体や強誘電体内における磁性、誘電性の評価に加え、光音響波の観測を同一の試料内で行う必要がある。今年度は、これまで開発してきた5次元走査型電子顕微鏡(5D-STEM)法を用いた測定を行った。5D-STEMは収束電子線により試料上を走査しながら、各点での回折像の時間依存性を取得する手法である。収束電子線回折(CBED)像を解析した場合には、結晶の歪みや回転など、格子ベクトルの変化を定量的に評価することができる。本手法によりシリコン薄片中に発生させた光音響波の観測を行い、その振幅や歪みの定量評価法を確立しするとともに、シリコン薄片への金属蒸着や微細加工により、どのような光音響波が生成されるか、実験的に明らかにした。加えて、磁性体中の磁場の大きさを差分位相コントラスト(DPC)法により評価することで、磁性体中の磁化のダイナミクスをps×nmの時空間スケールで測定する手法の開発も行った。これらにより、磁性体中の光音響波と、それにより引き起こされる磁気、誘電ドメインダイナミクスの研究に必要な技術的要素が揃った。これらを組み合わせることで現在磁性体中の光音響波と、関連する磁気ダイナミクスの測定を行っている。今後は、光音響波による磁気、誘電ドメインダイナミクスを明らかにする。

This study is aimed at the generation of photoacoustic waves in ferromagnetic materials and ferroelectric materials in ps×nm time space, and the generation of magnetic and inductive materials in other photoacoustic waves. For this purpose, it is necessary to evaluate the magnetism and electroconductivity of magnetic and ferroelectric materials and to measure the photoacoustic waves in the same sample. This year, the development of 5-dimensional scanning electron microscopy (5D-STEM) method was carried out. 5D-STEM beam electron line on the sample to investigate, each point of the reflection of the time dependence of the method to obtain Beam electron beam reflection (CBED) image analysis in the case of crystallization, polarization, lattice transformation, quantitative evaluation of this information. This method is used to establish the measurement of the photoacoustic wave generated in the thin film, and the quantitative evaluation method of the amplitude of the photoacoustic wave generated in the thin film. A method for evaluating the magnetic field in magnetic materials by differential phase polarization (DPC) method and for measuring the magnetization in magnetic materials by ps×nm time-space polarization is developed. The elements necessary for the study of magneto-acoustic waves in magnetic materials are: The measurement of photoacoustic waves and correlations in magnetic materials In the future, the optical and acoustic waves will be magnetic and inductive.