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磁性体内部の磁区3次元可視化技術の開発と電磁鋼板への適用

磁性材料内部磁畴3D可视化技术开发及其在电工钢板上的应用

基本信息

批准号：
22H03879
负责人：
稲見俊哉
金额：
$ 10.9万
依托单位：
National Institutes for Quantum Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

強磁性体の内部の磁区分布や、その磁場に対する応答については、永久磁石の保磁力向上や電磁鋼板の低鉄損化など応用研究に深く関わっているにも拘わらず、適切な測定方法が無いため、充分知られていない領域である。この問題に対し、研究代表者はX線領域の新しい磁気光学効果「X線磁気円偏光発光」を2017年に発見した。物質透過能に優れ、磁性に感度が高いという特長があり、続いて当該原理を利用して、磁性体内部の磁区観察が可能な磁気顕微鏡の開発を行い、水平方向分解能10 μm、深さ方向は積分して(平均深さ10-20 μm)観測する走査型磁気顕微鏡として2021年に完成させた。本基盤研究では、この成果を発展させ、深さ分解計測を実現し、磁区の3次元可視化を達成する。方向性電磁鋼板を測定対象とし、特徴的な補助磁区の構造など、従来、計算や想像でしかなかった対象を観察で明らかにし、現象の理解を進め、デバイスの高性能化への貢献を目指す。本研究で用いる磁気顕微鏡は、主に、集光光学素子、平行化光学素子、円偏光解析装置からなる。励起光として放射光X線を用い、これを集光光学素子で試料上に集光し、入射側の空間分解能を得る。試料からは特性X線が発せられ、これを平行化光学素子である程度の立体角で集め、平行化し、さらに後段の円偏光解析装置で円偏光度を求め、ここから発光領域の磁化を推定する。平行化光学素子は受光領域が広く、出射側に空間分解能がない。しかし、平行化したX線の角度発散を制限すると受光領域を制限できることを見出し、この手法を用いて深さ分解計測を実現する。2022年度は、3次元磁区測定で問題となる、測定の高速化の解決のため、大強度の準単色光を入射X線として用いた試行実験を実施し、これまでの4倍の検出強度を確認した。また、今後の準単色光実験に利用するための、入射X線集光ミラーの設計製作を実施した。

の magnetic area distribution inside the strong magnetic body のや, その magnetic にす seaborne る応 answer については electromagnetic steel plate, permanent magnet の protect magnetic upward やの objects low iron loss change など応 with deep research にく masato わっているにも detained わらず, appropriate な determination method が no いため, fully know られていない field である. <s:1> the に problem に, representative of the research, に in the field of X-rays, <s:1> new new magnetic field optical effect "X-ray magnetic polarization" を2017 に published たた. Material can through に optimal れ, magnetic に sensitivity high がいという specialty があり, 続いて when the principle を use して, magnetic body internal の magnetic magnetic 気観 examine が may な顕 micromirror の open 発を line い, horizontal decomposition to 10 microns, deep さ direction は integral して (average deep さ 10 to 20 μm)観 measurement する walkthrough type magnetic flux 顕 microscope とにて2021 に completed させた. The research on this base disk でで, the development of を <s:1> results を, the realization of させ in deep さ decomposition calculation を, and the achievement of を in three-dimensional visualization of magnetic domains を have all been accomplished する. Directional magnetic steel を determination as seaborne とし, 徴な aid magnetic area の structure など, 従 to, calculation や imagine でしかなかった like を seaborne 観 examine で Ming らかにし, understanding のをめ, デバイスの high-performance への contribution を refers す. In this study, で employs a でる magnetic 顕 micromirror, a main に, a concentrating optical element, a parallelizing optical element, and a yen polarizing analysis device らなるらなる. Excitation light とてて radiation light X-ray を can be obtained by に and <s:1> れを concentrating light on optical elements で, に concentrating light <s:1> on the sample, and <s:1> spatial decomposition on the incident side を to obtain る. Sample からは characteristic X-ray が発せられ, これを parallel optical element child である degree の solid Angle でめ, parallel し, さらに period after の has drifted back towards ¥ で polarization analysis device has drifted back towards ¥ polarization degree をめ, ここから発の magnetized light field を presumption する. The spatial decomposition energy of the parallel optical element in the が light-receiving domain が broad く and the に emission side がなが. しかし, parallel した発 scattered X-ray の Angle limitations をすると limitations by light field をできることを see し, この gimmick を with いて deep さ decomposition measuring を be presently する. 2022 annual は measured で problem area, three dimensional magnetic となる, determination of high speed のの solve のため, big intensity の quasi を単 ray incident X-ray として in いた trial be 験を be し, これまでの 4 times の検 out strength を confirm した. Youdaoplaceholder0, in the future, the <s:1> quasi-単 color light experiment に will use the するため light and the incident X-ray to gather the light, and design and fabricate the を experiment た.