円偏光変調法を用いた高感度磁気光学顕微鏡の開発

圆偏振调制法高灵敏度磁光显微镜的研制

• 批准号: 14655151
• 负责人: 佐藤 勝昭
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655151/
• 关键词: 磁気光学効果; 4分の1波長板; 画像の演算; 顕微鏡; フォトリソグラフィ; 解像度; コンビナトリアル材料; 磁性ガーネット

この研究の目的は、CCDカメラを用いた磁気光学顕微鏡に円偏光変調法を適用して、磁気カー回転角および磁気カー楕円率の2次元イメージを、通常の直交偏光子法より1桁以上高感度に得ること、および、2次元イメージ画像の中の各位置におけるスペクトルとヒステリシスループを求めることにある。14年度、磁気光学イメージング装置のプロトタイプとなるシステムを完成し、試験した。このプロトタイプは、光源、波長選択干渉フィルタ、偏光子、4分の1波長板、穴あき電磁石、検光子、CCDカメラ、カメラ制御装置、コンピュータからなる。4分の1波長板をコンピュータ制御で-45°、0°、45°と変化させ、±45°の画像の差をとると楕円率イメージが、±45°の画像の平均値と0°の画像の差をとると回転角のイメージが得られることが、ジョーンズ・マトリクスを用いた解析により明らかにされた。4分の1波長板回転制御および画像の演算を行うためのコンピュータソフトを作成し、磁性ガーネットを試料とし、磁場を変化させたときのファラデー回転画像およびファラデー楕円率(MCD)画像の変化を測定することに成功した。コンビナトリアル材料についても実験した。15年度は、このプロトタイプを顕微鏡に実装して、顕微画像としてどのくらいの感度と解像度が得られるかを追求する実験を行った。試料として、MOD法(有機金属分解法)で作製した磁性ガーネット薄膜をフォトリソグラフィ法で微細加工したものを用い、さまざまな画像処理により磁気光学信号の読みとりを試みた。この結果、ファラデー回転角の分解能は0.02°程度あり、0.1°程度の小さなファラデー回転しかない試料においても明瞭な磁気光学イメージが得られること、空間的な解像度も顕微鏡の光学特性で決まる1μm程度が得られていることが確認された。

こ の research purpose の は, CCD カ メ ラ を with い た magnetic 気 optical 顕 micromirror に has drifted back towards &yen; polarization - tuning methods apply を し て, magnetic 気 カ ー planning back Angle お よ び magnetic 気 カ ー 楕 rate of has drifted back towards &yen; の 2 dimensional イ メ ー ジ を, usually の rectangular partial photonic よ り degree of more than one girder Gao Gan に have る こ と, お よ び, 2 dimensional イ メ ー ジ portrait の の in each position に お け る ス ペ ク ト ル と ヒ Youdaoplaceholder0 とにある プを プを find める とにある とにある. In 2014, the magnetic optics <s:1> メ ジ ジ グ グ グ グ グ device <s:1> プロトタ プとなるシステムを プとなるシステムを was completed, and the experimental <s:1> た was conducted. こ の プ ロ ト タ イ プ は wavelength, light source, sentaku dry involved フ ィ ル タ, partial photonic, 4 points の 1 wavelength board, den あ き electromagnet, 検 photons, CCD カ メ ラ, カ メ ラ suppression device, コ ン ピ ュ ー タ か ら な る. 4 points の 1 wavelength plate を コ ン ピ ュ ー タ suppression で - 45 °, 0 °, 45 ° と variations change さ せ, plus or minus 45 ° の portrait の poor を と る と 楕 has drifted back towards &yen; rate イ メ ー ジ が, plus or minus 45 ° の portrait の on average numerical と 0 ° の portrait の poor を と る と planning back Angle の イ メ ー ジ が must ら れ る こ と が, ジ ョ ー ン ズ · マ ト リ ク ス を with い た parsing に よ り Ming ら か に Youdaoplaceholder0. 4 の 1 wavelength plate back to the planning system of imperial お よ び portrait の calculus を line う た め の コ ン ピ ュ ー タ ソ フ ト を made し, magnetic ガ ー ネ ッ ト を sample と を し, magnetic field variations change さ せ た と き の フ ァ ラ デ ー back planning portrait お よ び フ ァ ラ デ ー 楕 has drifted back towards &yen; rate (MCD) portrait の variations change を determination す る こ と に successful し た. Youdaoplaceholder0 に ビナトリア ビナトリア て materials に て て て experiment た. 15 annual は, こ の プ ロ ト タ イ プ を 顕 micromirror に be loaded し て portraits, 顕 と し て ど の く ら い が と の sensitivity of the resolution to ら れ る か を pursuit す る be 験 を line っ た. Sample と し て, MOD method (metal organic decomposition method) で cropping し た magnetic ガ ー ネ ッ ト film を フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ method で microfabrication し た も の を い, さ ま ざ ま な portrait 処 Richard に よ り magnetic 気 optical signal の 読 み と り を try み た. こ の results, フ ァ ラ デ ー back planning can は 0.02 ° Angle の decomposition degree あ り, small degree of 0.1 ° の さ な フ ァ ラ デ ー back planning し か な い sample に お い て も clear な magnetic 気 optical イ メ ー ジ が have ら れ る こ な と, space resolution も 顕 micromirror の optical properties で definitely ま る 1 mu m degree が ら れ て い る こ と が confirm さ れ た.

项目成果

X.R.Zhao, N.Okazaki, Y.Konishi, K.Akahane, Z.Kuang, T.Ishibashi, K.Sato, H.Koinuma, T.Hasegawa: "Magneto-optical Imaging for High-Throughput Characterization of Combinatorial Magnetic Films"Appl.Surface Science. 223. 73-77 (2004)

X.R.Zhao、N.Okazaki、Y.Konishi、K.Akahane、Z.Kuang、T.Ishibashi、K.Sato、H.Koinuma、T.Hasekawa：“用于组合磁性薄膜高通量表征的磁光成像”

K.Sato, T.Ishibashi: "Magneto-optical and Reflectivity Studies in SrTiO_3"Trans.Magn.Soc.Jpn.. 2[4]. 167-170 (2002)

K.Sato、T.Ishibashi：“SrTiO_3 中的磁光和反射率研究”Trans.Magn.Soc.Jpn.. 2[4]。

水澤愛子, 永井正隆, 石橋隆幸, 富樫直人, 茂木隆行, 宝地戸道雄, 佐藤勝昭: "MOD法による磁性ガーネット薄膜の作製と評価"日本結晶成長学会誌. 30,3. 11 (2003)

Aiko Mizusawa、Masataka Nagai、Takayuki Ishibashi、Naoto Togashi、Takayuki Mogi、Michio Hojido、Katsuaki Sato：“通过 MOD 方法制备和评估磁性石榴石薄膜”，日本晶体生长学会杂志，3 月 11 日（2003 年）。

K.Sato, M.Hosoba, S.Shimizu, K.Terayama, M.Futamoto: "Magneto-optical Spectra of Single Crystalline CoCrPt Films between 1.2 and 6 eV;"Trans.Magn.Soc.Jpn.. 2[4]. 171-174 (2002)

K.Sato、M.Hosoba、S.Shimizu、K.Terayama、M.Futamoto：“1.2 至 6 eV 之间单晶 CoCrPt 薄膜的磁光光谱；”Trans.Magn.Soc.Jpn.. 2[4]

X.Zhao, N.Okazaki, Y.Konishi, K.Akahane, Z.Kuang, T.Ishibashi3, K.Sato, H.Koinuma, T.Hasegawa: "Development of Magneto-Otical Imaging for High-Troughput Characterization of Combinatorial Magnetic Thin Film"Extended Abstracts, The 50^<th> Spring Meeting 20

X.Zhao、N.Okazaki、Y.Konishi、K.Akahane、Z.Kuang、T.Ishibashi3、K.Sato、H.Koinuma、T.Hasekawa：“用于组合高通量表征的磁光成像的开发