高感度・超常磁性探針による超広帯域磁気イメージング法の開発とソフト磁性材料評価

高灵敏超顺磁探针超宽带磁成像方法开发及软磁材料评价

基本信息

批准号：
21H01357
负责人：
齊藤準
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

(1)磁壁移動イメージング法の開発とその応用　　ソフト磁性薄膜の磁化過程は、磁場の周波数が低いときには磁壁の移動により起こる。磁壁が移動する際に、磁性体探針が磁壁から発生する磁場を周期的に受けることで発生する交番磁気力を検出することにより磁壁移動の可視化を行う手法を開発した。4ミクロン角のパーマロイ・パターンド薄膜の観察においては、最大検出周波数は研究開始当初の数100 Hzから、観察試料に振幅変調磁場を印加し磁壁移動距離を周期的に変化させる手法を新たに提案することにより最大検出周波数を10 kHz程度まで増加させることに成功した。(2) 磁化回転過程における局所磁化率イメージング法の開発とその応用　　ソフト磁性薄膜に印加する磁場周波数の増加に伴い磁壁移動が終了した後に主となる、観察試料の磁区内の磁化の方向が磁場方向に近づくように変化する磁化回転過程を局所的な交流磁化率の計測により可視化することを目的として、昨年度、有効性を明らかにしたソフト磁性薄膜に振幅変調磁場を加える手法を用いて、ソフト磁性薄膜が用いられている磁気記録ヘッドの主磁極部分を観察し、ヘッド磁化の局所磁化率を反映した磁化回転過程により発生する交流磁場を100kHzから数GHzまでの広い周波数範囲で、10 nm程度の高い空間分解能でイメージングすることに成功した。さらに磁気ヘッドから発生する交流磁場エネルギーの流れの可視化にも成功した。(3)強磁性共鳴イメージング法の開発とその応用　　強磁性共鳴イメージングに必要となる高効率の交流磁場印加機構を、導波管進行波アンテナをベースとして試作し、40 GHz程度までのマイクロ波をほぼ100％の放射効率で観察試料に照射することに成功した。観察試料として磁性薄膜を用いた場合には、薄膜基板背面からのマイクロ波照射にも成功し、強磁性共鳴によるマイクロ波吸収のイメージングも可能にした。

(1)磁畴壁运动成像方法的发展及其应用软磁薄膜的磁化过程是在磁场频率较低时由于磁畴壁运动而发生的。我们开发了一种方法，通过检测磁性探针周期性接收磁畴壁移动时产生的磁场时产生的交变磁力来可视化磁畴壁运动。在观察4微米方形坡莫合金图案化薄膜时，研究之初最大检测频率为数百赫兹，但现在我们提出了一种新方法，将调幅磁场施加到观察样品上并周期性变化通过这样做，我们成功地将最大检测频率提高到大约 10 kHz。 (2)磁化旋转过程中局部磁化率成像方法的发展及其应用随着施加到软磁薄膜的磁场频率的增加，观察样品磁域内的磁化方向接近磁场方向，这项研究的目的是通过测量局部交流磁化率来可视化磁化旋转过程的变化。我们利用去年证明有效的对软磁性薄膜施加振幅调制磁场的方法，观察了使用软磁性薄膜的磁记录头的主磁极部分，并确定了局部磁极部分。磁化率反映磁头磁化旋转过程中产生的交流磁场。我们成功地以高达纳米的空间分辨率进行成像。此外，他们成功地将磁头产生的交流磁场能量的流动可视化。 (3)铁磁共振成像方法的开发及其应用利用波导行波天线试制了铁磁共振成像所需的高效交流磁场施加机构，并成功地产生了高达约40GHz的微波。观察样品的辐射效率几乎为100%。当使用磁性薄膜作为观察样品时，我们成功地从薄膜基板的背面照射微波，从而可以通过铁磁共振对微波吸收进行成像。