磁化を定量的に解析する電子回折法の開発

本研究は、小角電子回折および透過電子顕微鏡観察手法の高度化を通して、機能性材料の機能発現を担う微細構造を解明することである。また、小角電子回折に回折顕微法を適用し、電子波の位相を高精度で計測する技術を開発する。回折顕微法を応用し磁化やポテンシャル分布を高精度で可視化することで、特異な磁気ドメイン構造の物理的起源を探る。本年度は、電界放出型透過電子顕微鏡において、定量的な回折図形を取得できる条件の導出と絞り像の回折図形の観測をする実験を行った。また、回折顕微法によって位相像が導出できる解析環境を構築した。それにより、TEM 像と小角電子回折図形から反復位相再生法により、既存の光学条件に関しては位相像を再生することに成功した。また、機能性材料解析の応用先の1つとして、軟磁性材料の磁気ドメイン構造の観察とその外場応答の観察と強誘電リラクサーの分域構造の可視化を行った。軟磁性材料に関しては、アモルファス合金と熱処理したナノ結晶の試料を作製し、その磁化特性を評価した。電子顕微鏡観察の結果、磁壁が非磁性ナノ粒子にピン留めされることや粒子サイズが大きくなると磁壁が粒界から外れる現象を観察することに成功した。これらの結果は、磁化の物性測定の結果と一致するものであった。強誘電リラクサーの研究に関しては、焼結試料をアルゴンイオンで薄膜化する条件を確立し、透過電子顕微鏡用試料を作製した。本試料を用いて、TEM 観察することで実際に、ナノスケールの強誘電ドメインが存在し、そのドメインが温度に変化によって動的に変化することを観測した。この現象は、高い誘電率の変化を示すリラクサーの物性と関係があることを明らかにした。以上の成果は、今年度に論文発表済みである。

本研究は、小角電子回折および透過電子顕微鏡観察手法の高度化を通して、機能性材料の機能発現を担う微細構造を解明することである。また、小角電子回折に回折顕微法を適用し、電子波の位相を高精度で計測する技術を開発する。回折顕微法を応用し磁化やポテンシャル分布を高精度で可視化することで、特異な磁気ドメイン構造の物理的起源を探る。本年度は、電界放出型透過電子顕微鏡において、定量的な回折図形を取得できる条件の導出と絞り像の回折図形の観測をする実験を行った。また、回折顕微法によって位相像が導出できる解析環境を構築した。それにより、TEM 像と小角電子回折図形から反復位相再生法により、既存の光学条件に関しては位相像を再生することに成功した。また、機能性材料解析の応用先の1つとして、軟磁性材料の磁気ドメイン構造の観察とその外場応答の観察と強誘電リラクサーの分域構造の可視化を行った。軟磁性材料に関しては、アモルファス合金と熱処理したナノ結晶の試料を作製し、その磁化特性を評価した。電子顕微鏡観察の結果、磁壁が非磁性ナノ粒子にピン留めされることや粒子サイズが大きくなると磁壁が粒界から外れる現象を観察することに成功した。これらの結果は、磁化の物性測定の結果と一致するものであった。強誘電リラクサーの研究に関しては、焼結試料をアルゴンイオンで薄膜化する条件を確立し、透過電子顕微鏡用試料を作製した。本試料を用いて、TEM 観察することで実際に、ナノスケールの強誘電ドメインが存在し、そのドメインが温度に変化によって動的に変化することを観測した。この現象は、高い誘電率の変化を示すリラクサーの物性と関係があることを明らかにした。以上の成果は、今年度に論文発表済みである。