直接通電による磁性薄膜の高周波透磁率計測装置の開発

直接通电磁性薄膜高频导磁率测量装置的开发

• 批准号: 13750382
• 负责人: 藪上 信
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750382/
• 关键词: 磁性薄膜透磁率; 直接通電; 高感度計測; 透磁率計測; 高周波; 磁性薄膜

本研究では短冊磁性薄膜へ直接高周波電流を通電し薄膜の高周波インピーダンスの変化から透磁率を得る方法の感度限界を8の字コイル法と比較し、長さ1mm、試料幅1μm、比透磁率10程度の短冊磁性薄膜の透磁率評価が可能と見積もられることなど従来の高周波透磁率計測方法に比較して約2桁高感度であることを示した。しかし本測定法は高感度計測が可能と考えられる一方で、下記のような基礎的な透磁率測定の問題点があり、これらを検討した。すなわち(1)磁性薄膜の上下において異なる位相の磁界により磁性膜が磁化されること、(2)薄膜端部における漏れ磁束の影響、(3)膜厚方向に磁化される影響、(4)簡易に磁性薄膜と電気的に導通させる方法等である。上記の問題点を解決するために短冊磁性薄膜に高周波電流を通電した場合の磁界分布を有限要素法解析により求めた。これにより本手法により通電電流に直交する方向で薄膜面内成分の透磁率が短冊薄膜の透磁率に反映されること、および短冊薄膜端部における漏れ磁束は十分小さいことを示した。この考察に基づき、短冊磁性薄膜の高周波透磁率を本手法と従来の非接触による方法により測定して実験的に比較し、本手法が従来の高周波透磁率計測方法に比較して高感度であることを示した。また本測定法を汎用の微細磁性薄膜およびベタ膜の透磁率測定等へ応用することを想定し、ウエハプローブおよび特注微細プローブにより磁性薄膜に探針を接触させて微小領域の高周波透磁率が計測できることを示した。

In this study, the sensitivity limit of the method for obtaining the magnetic permeability of short magnetic thin films with a high frequency current applied directly to the short magnetic thin films was compared with that of the method for measuring the magnetic permeability of short magnetic thin films with a high frequency current applied directly to the short magnetic thin films with a length of 1mm, a sample width of 1μm and a specific magnetic permeability of 10. This measurement method is based on high sensitivity measurement, and the problem points of permeability measurement are discussed below. (1) magnetic field of magnetic thin film with different phase from top to bottom,(2) magnetic flux leakage at film end,(3) magnetization effect in film thickness direction,(4) simple magnetic thin film and electric conduction method, etc. Analysis of the magnetic field distribution in short magnetic films by finite element method The magnetic permeability of the in-plane component of the film is reflected in the magnetic flux density of the short film end. This paper describes the measurement of high frequency magnetic permeability of magnetic thin films with high sensitivity by using non-contact method. This measurement method is widely used in the measurement of magnetic permeability of fine magnetic thin films and films, etc. It is also used to determine the magnetic permeability of magnetic thin films and to measure the magnetic permeability of high frequency films in small fields.

项目成果

S.Yabukami: "Highly sensitive permeability measurements obtained by electrical impedance"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 254-255. 111-114 (2003)

S.Yabukami：“通过电阻抗获得的高灵敏度磁导率测量”《磁性与磁性材料杂志》。

S.Yabukami: "Highly sensitive permeability measurements obtained by electrical impedance"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (in press). (2002)

S.Yabukami：“通过电阻抗获得的高灵敏度磁导率测量”《磁性与磁性材料杂志》。

薮上信: "薄膜電極を用いた微細磁性薄膜の透磁率計測"電気学会全国大会. 3. 109 (2002)

Nobu Yabukami：“使用薄膜电极测量细磁性薄膜的磁导率”日本电气工程师学会全国会议（2002 年）。