磁場印加走査型ローレンツ力顕微鏡の研究開発

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走査型ローレンツ力顕微鏡(scanning Lorentz force microscopy : SLFM)は、導電性カンチレバーを使用し、探針電流と磁性試料の漏れ磁束によって発生するローレンツ力を検出することにより磁気分布像(SLFM像)を表面凹凸像と同時に観察する手法である。SLFMは非磁性のカンチレバーを使用していることから、外部磁場中での測定が原理的に可能であるという特徴を有する。本研究では、新規に設計・構築した、外部磁場を印加することができる「磁場印加走査型ローレンツ力顕微鏡」を用いて外部磁場中での磁性材料、磁気記録媒体の磁区構造変化、磁化反転特性を40nmの水平分解能でSLFM像として表面凹凸像と同時に観察する手法として確立することを目的とした。最終年度である本年度は、垂直磁気記録ヘッドの磁区構造観察を行った。外部磁場印加中において記録ヘッド断面試料のヨークならびに磁極部分における漏れ磁束分布と、磁極先端からの書込磁界分布をローレンツ力により検出した。水平分解能はヨーク端において35nmであった。また、直流書込磁場を発生させその書込磁場分布をSLFM像から観察した。以上の成果から、本研究では、SLFMを印加磁場中において磁性材料を水平分解能40nm以下で漏れ磁場分布を観察できる手法として確立した。本研究成果は、磁気記録ヘッドの故障解析や設計開発において、従来用いられている磁気力顕微鏡では観察が困難であった、印加磁場中の漏れ磁場分布観察手法として応用が期待されるものであり、産業界に与えるインパクトは大きい。