合金組織制御により創出されたキラル磁性体ナノ構造における磁気スキルミオン直接観察

直接观察合金结构控制创建的手性磁性纳米结构中的磁性斯格明子

基本信息

批准号：
21K04626
负责人：
肖英紀
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04626/
关键词：
スキルミオン合金磁性電子顕微鏡

项目摘要

本研究計画では、合金組織制御を用いて自己組織的にキラル磁性体ナノ構造を形成し、ナノ構造中のスキルミオンの状態を走査透過型電子顕微鏡直接観察により明らかにすることを目的としている。前年度から継続して、メカニカルアロイング法により微細結晶粒から成るB20型合金を合成し、電子顕微鏡観察用のための試料薄片化および微分位相コントラスト走査透過型電子顕微鏡による磁気構造観察を試みた。今年度は特に、メカニカルアロイングにより作製した合金粉体の物性測定および電子顕微鏡観察用試料薄片化の効率化を図るために、放電プラズマ焼結によるメカニカルアロイング粉体のバルク化を検討した。B20型FeGeについて、種々の合成条件および焼結条件を探索した結果、高密度のバルク体の作製に成功した。さらに、少量のCrを添加した合金において、焼結性が向上することを明らかにした。得られたバルク試料の結晶子サイズはメカニカルアロイング粉体と比較して大きな差はなく、数十～数百nmの分布をもち、高圧合成で作製したB20合金とは異なる結晶組織をもつことが明らかとなった。また、メカニカルアロイング以外の合成プロセスによる物質探索・組織制御を検討した結果、FeGeに少量のSiを添加した合金においてバルクB20型合金の作製に成功した。その他、このB20合金の近傍組成において複雑構造をもつFe32Ge33As2型六方晶を見出し、B20構造も含めた生成相の形成条件および磁性を明らかにした。

该研究项目的目的是使用合金结构控制来自我组织，并通过扫描传输电子显微镜直接观察来阐明纳米结构中的Silmion状态。从上一年开始，我们通过机械合金合成了由细晶粒组成的B20型合金，并尝试使用差异相对比扫描透射电子显微镜来燃烧电子显微镜观察并观察磁性结构。尤其是，今年，我们通过排放血浆烧结来研究机械合金粉末的体积，以提高通过机械合金和剥落电子显微镜观察产生的合金粉末物理性能的效率。由于寻找B20型FEGE的各种合成和烧结条件的结果，成功产生了高密度的体积。此外，揭示了添加了少量CR的合金中可碰撞性。与机械合金粉末相比，所获得的大量样品的结晶石大小没有显着差异，并且发现它具有数十至数百个NM的分布，并且与高压合成产生的B20合金的晶体结构不同。此外，由于使用机械合金以外的合成过程研究材料搜索和组织控制的结果，我们成功地生产了散装的B20型合金，其中将少量的Si添加到FEGE中。此外，发现了Fe32GE33AS2型六角形晶体，在B20合金的组成中具有复杂的结构，并阐明了包括B20结构在内的形成相的形成条件和磁性。