磁気力顕微鏡用ソフト磁性探針の開発と機能性ソフト磁性薄膜のベクトル磁化解析

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近年の磁気記録デバイスの進歩はめざましく、現在のデバイスにおける記録ビットは数十ナノメートル程度であるが、将来的には数ナノメートルサイズの記録ビットを有する超高記録密度デバイスの実現が強く求められている。その実現のためには、磁気力顕微鏡(MFM>において、記録媒体の磁化状態をナノスケールで計測する技術の確立も必須となることは当然、これまで磁化状態がほとんど議論されてこなかった記録・再生素子においても、そのベクトル磁化状態をナノスケールで静的および動的(高周波)に計測する技術の確立もこれまで以上に重要となる。本研究では、次世代の記録・再生素子の開発に必須となる機能性ソフト磁性薄膜の静的および動的なベクトル磁化状態の評価を行うことを目的とし、新規なソフト磁性探針を開発し、かつ新規な計測手法の検討を行った。本研究の主要な結果は以下の通りである。(1)記録・再生素子用の機能性ソフト磁性薄膜よりも保磁力の小さいNi-FeやCo-Fe-B膜を成膜した探針を作製した。その探針を用いて各素子用のソフト磁性薄膜のMFM測定を行ったところ、磁化状態を変化させることなく、数十ナノメートルの空間分解能で磁区像を得ることに成功した。(2)通常のMFM測定では磁気記録媒体の表面近傍では原子間力の影響を受けてMFM観察が非常に困難であったが、交流磁場を探針に印加する新規な表面磁場計測法と本探針を用いて測定を行うことにより、表面近傍でのMFM観察に成功した。以上の研究結果に加え、昨年度我々の研究室で開発した探針振動の周波数変調を利用した交流磁場計測法や探針の過渡振動を利用した面内・垂直磁場同時観察法も応用する事で、最終目的である機能性ソフト磁性薄膜の動的なベクトル磁化状態の観察が可能になると考えられる。これにより、記録・再生素子の更なる姓能向上が期待できる。