高磁場発生試料の性能評価に適した高耐熱高分解能L10(Fe, Co)Pt探針の開発

开发高耐热、高分辨率的 L10(Fe, Co)Pt 探针，适用于产生高磁场的样品的性能评估

• 批准号: 15H00353
• 负责人: 江川 元太
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H00353/
• 关键词: 永久磁石; 高温環境中磁区構造観察; 交番磁気力磁気力顕微鏡

近年、磁性材料は、パソコンのハードディスクドライブをはじめとする様々な情報記録デバイス、ハイブリッド自動車や電気自動車用のモーターを始め、多岐にわたって使用されており、高度情報化社会・低炭素社会の実現に向けて、それらの高性能化が急務である。そのためには、ナノスケール磁場観察の汎用ツールである磁気力顕微鏡(MFM)を用いて、ハードディスク用の微小な磁気記録ヘッドの磁場計測やモーター用の永久磁石の微細磁区構造観察を行うことが有効であり、強い交流磁場中でも磁化反転しないかつ高温環境下においても磁化方向を維持する、磁性探針が必要となる。本研究では、市販の高保磁力L1_0-FePt探針よりも更に高分解能・高感度・高耐熱を有する探針を作製することを目的とし、Feに対するCo置換量と酸化物の添加量を変化させることで、高保磁力(Hc)・高飽和磁化(Ms)・高キュリー温度(Tc)を有するL1_0-(Fe_<1-x>Co_x)Pt-SiO_2薄膜の作製を試み、それを成膜した探針を用いて、その有効性を検証した。本研究の主要な結果は以下の通りである。(1)Feに対するCoの置換量を変化させたL1_0(Fe_<1-x>Co_x)Pt薄膜のMsは、FePt薄膜のそれより大きい。(2)作製したCoPt薄膜において、測定温度を室温から400℃まで変化させて磁気特性の評価を行った結果、FePt薄膜よりもMsの減少率が低く、高温環境中でも高い値を維持した。また、CoPtにMgOを添加した薄膜における高温環境中での磁気特性評価においても、Msは殆ど減少しなかった。(3)本CoPt薄膜を成膜した探針を用いて、高温環境中(200℃以上)で永久磁石試料のMFM測定を行ったところ、FePt探針を用いた場合よりも、高い分解能・高い感度で測定することができた。以上の研究結果から、L1_0-(Fe_<1-x>Co_x)Pt-SiO_2探針は、強磁場を発生する磁気記録ヘッドの磁場計測や高温環境中の永久磁石の磁区観察を、高い分解能・高い感度で測定する事が可能になると考えられ、ヘッド素子やモーターの研究開発に有用となると期待できる。

In recent years, magnetic materials have been used for information recording, automobile and electric automobile, and have been used for various purposes. In the highly information-based society and the low-carbon society, the development of high-performance magnetic materials has become urgent. Magnetic force micromirrors (MFM) are used for magnetic field measurement, magnetic field recording, permanent magnets for magnetic field measurement, and magnetic field structure observation. Magnetic probes are necessary for maintaining magnetization direction in high temperature environments. In this study, the preparation of L10-(Fe_ Co_x)Pt-SiO_2 thin films with high magnetic properties (Hc), high saturation magnetization (Ms) and high temperature (Tc) <1-x>was investigated. The main results of this study are as follows. (1)Fe The amount of Co substitution in the L1_0(Fe_<1-x>Co_x)Pt thin films was increased. (2)For the preparation of CoPt thin films, the measurement temperature is changed from 400℃ to 400℃, and the magnetic properties are evaluated. The reduction rate of FePt thin films is low and high in high temperature environment. The magnetic properties of CoPt thin films doped with MgO are evaluated in high temperature environments. (3)The CoPt thin film is formed in the presence of a probe for MFM measurement of a permanent magnet sample in a high temperature environment (200 DEG C or more). The FePt probe is used in the presence of a probe for high resolution and sensitivity measurement. The above results indicate that the L10-(Fe_<1-x>Co_x)Pt-SiO_2 probe can be used for magnetic field recording, magnetic field measurement and magnetic field detection of permanent magnets in high temperature environment.

项目成果

高保磁力FePt 系探針の側面方向成膜による先端先鋭化と交番磁気力顕微鏡による磁気記録ヘッドの5 nm 分解能・交流磁場イメージング

通过横向薄膜沉积和使用交变磁力显微镜对磁记录头进行 5 nm 分辨率/交流磁场成像来锐化高矫顽力 FePt 探针的尖端

• 发表时间: 2015
• 作者: Yukinori Kinoshita;Genta Egawa;Satoru Yoshimura;Hitoshi Saitoh;水谷広志，K. Srinivasa Rao，Fu. Zheng，吉村 哲，江川元太，木下幸則，齊藤 準
• 通讯作者: 水谷広志，K. Srinivasa Rao，Fu. Zheng，吉村 哲，江川元太，木下幸則，齊藤 準