強相関酸化物のナノ磁気構造ならびに光誘起磁性に関する研究

强关联氧化物纳米磁性结构及光生磁性研究

• 批准号: 05J08386
• 负责人: 菅谷 英生
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo (2006)Tokyo Institute of Technology (2005)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J08386/
• 关键词: 磁気力顕微鏡; 極低温; 超高真空; 探針作製; 強相関酸化物; 光誘起磁性

独自に開発した室温〜5Kの幅広い温度領域でのナノ磁区構造観察が可能で、かつ外部から磁場印加と光照射が可能な磁気力顕微鏡(MFM)の開発について、さらなる高分解能化、高感度化を行った。MFMの高分解能化を考える際、プローブである磁性探針先端の極率半径の大きさの他に、装置の検出感度と試料の磁化についても検討する必要がある。そこで、試料からの漏洩磁場と磁性探針との間に働く磁気力の関係について計算した結果、試料の磁区サイズが小さくなるに連れて試料からの漏洩磁場の大きさも小さくなるため、装置の検出感度の向上が重要であることを見出した。そして、検出方式を含むカンチレバーの構造について検討した結果、検出感度が5.4x10^<-4>[N/m^2]から1.6x10^<-5>[N/m^2]へ向上させることに成功した。これにより理論上33nmの空間分解能を可能とした。本ツールを活用し、ペロブスカイト型マンガン酸化物のナノスケールでの磁区構造観察を実現した。また、液圧マニュピレータを用いた磁性探針作製システムを作製した。これにより、探針作製の際の歩留まりを向上させることに成功した。

磁力显微镜（MFM）的发展，该磁力显微镜（MFM）仅开发，该磁力显微镜（MFM）允许在室温到5K的广泛温度下观察纳米磁性结构域结构，并且可以进一步提高分辨率和灵敏度的外部磁场施加和光照射。当考虑MFM的高分辨率外，除了磁探针尖端的极性半径的大小（这是探针）外，还必须考虑设备的检测灵敏度和样品的磁化。因此，计算了样品和磁探针泄漏磁场之间作用的磁力之间的关系，发现提高设备的检测灵敏度很重要，因为随着样品的磁域大小的减小，泄漏磁场的大小减小。然后，由于研究了包括检测方法的悬臂结构，因此成功地将检测灵敏度从5.4x10^<-4> [n/m^2]提高到1.6x10^<-5> [n/m^2]。从理论上讲，这允许空间分辨率为33 nm。使用此工具，我们已经实现了钙钛矿型锰氧化物的纳米级磁性域结构。此外，制造了使用液压操纵器的磁探针制造系统。在准备探针时，这已经成功提高了产量。

项目成果

Development of UHV-LT-MFM Operating Under Magnetic Field

磁场下工作的 UHV-LT-MFM 的开发

• 发表时间: 2006
• 期刊: AIP Conference Proceeding 850
• 作者: H.Sugaya;T.Hitosugi;T.shimada;T.Ngamura;Y.Matsumoto;T.Hasegawa
• 通讯作者: T.Hasegawa

High-throughput Characterization of Conductivity by the Low-temperature Scanning Microwave Microscope

利用低温扫描微波显微镜对电导率进行高通量表征

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Surface Science 252
• 作者: S.Okazaki;N.Okazak1;X.-R.Zhao;H.Sugaya;S.Yaginuma;R.Takahashi;M.Murakami;Y.Mastumoto T.Chikyow;H.Koinuma;T.Hasegawa
• 通讯作者: T.Hasegawa