極小磁気テクスチャの動的計測のための反射型コヒーレント回折イメージング法の開発

动态测量最小磁织构的反射相干衍射成像方法的发展

• 批准号: 22K18271
• 负责人: 中尾 裕則
• 金额: $ 16.22万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18271/
• 关键词: コヒーレントX線散乱; 磁気イメージング; 軟X線回折顕微鏡; コヒーレント回折イメージング; 共鳴X線散乱

近年、磁気スキルミオンや磁気カイラルソリトンといった幾何学的な特徴（トポロジー）を有する磁気テクスチャが盛んに研究されている。これまでに研究代表者らは、磁気テクスチャの磁性を担う3d・4f電子状態を直接観測可能な軟X線を利用した共鳴X線散乱法と光のコヒーレンスを利用したコヒーレント回折イメージング法を組み合わせた磁気イメージング手法を確立し、磁気テクスチャの実空間・動的計測を実現させてきた。しかしながら、トポロジー起源の巨大な物性応答や次世代スピントロニクスでの利用などの観点より、より小さな磁気テクスチャの物質開発が進んできている。そこで本研究課題では、これまでの手法を極小磁気テクスチャの観測が可能となる反射配置での高角散乱を利用した磁気イメージングへと昇華させ、極小磁気テクスチャの実環境下動的(オペランド)計測の実現に挑戦する。初年度は、共鳴X線散乱による3d・4f電子状態の周期構造の観測のために開発してきた真空中2軸X線回折計を、エンコーダー付ピエゾステージを組み合わせ、nm精度で制御可能な反射型コヒーレント回折イメージング(CDI)用2軸回折計へと改造するとともに、入射X線からコヒーレント光を切り出すための新たな照明光学系の構築を行った。さらに、試料位置の温度ドリフトや振動の問題を可能な限り軽減するための超小型Heフロー型冷凍機の開発も進めた。また、反射配置でのCDI法による磁気テクスチャの三次元イメージングに向けた磁気テクスチャの実空間像の三次元再生法の開発に向けた解析環境整備も進めた。

近年来，已经积极研究了具有几何特征（拓扑）（拓扑）（拓扑）（拓扑）（拓扑）的磁纹理。到目前为止，研究人员已经建立了一种磁成像技术，该技术使用柔软的X射线结合了谐振X射线散射方法，可以直接观察到磁性纹理的磁性以及使用光相干性，实现真实空间和动态测量磁性纹理的3D和4F电子状态。但是，鉴于拓扑起源的巨大物理响应及其在下一代旋转技术中的使用，较小磁纹理的材料的开发一直在进步。因此，在本研究主题中，我们将使用高角度散射在反射排列中升华为磁成像，以观察超小的磁纹理，并将挑战对超小磁纹理的现实世界动态（操作）测量。 In the first year, we developed a vacuum two-axis X-ray diffractometer that we had developed to observe the periodic structure of the 3D and 4F electronic states by resonant X-ray scattering, and modified it to a two-axis diffractometer for reflective coherent diffraction imaging (CDI) that can be controlled with nm accuracy, and we also constructed a new illumination optical system to cut out coherent light from incident X射线。此外，还正在进行超紧凑型He流动式冰箱的发展，以尽可能减少样品位置的温度漂移和振动问题。我们还开发了一个分析环境，以开发一种三维繁殖方法的磁纹理的真实环境图像，该方法针对反射排列的CDI方法旨在使用磁纹理进行三维成像。

项目成果

Photoinduced transient states of antiferromagnetic orderings in La_1/3Sr_2/3FeO₃ and SrFeO_3-δ thin films observed through time-resolved resonant soft x-ray scattering

La_1/3Sr_2/3FeO₃ 和 SrFeO_3-δ 中反铁磁有序的光致瞬态通过时间分辨共振软 X 射线散射观察薄膜

• DOI: 10.1088/1367-2630/ac5f31
• 发表时间: 2022
• 期刊: New Journal of Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Yamamoto Kohei;Tsuyama Tomoyuki;Ito Suguru;Takubo Kou;Matsuda Iwao;Pontius Niko;Schussler-Langeheine Christian;Minohara Makoto;Kumigashira Hiroshi;Yamasaki Yuichi;Nakao Hironori;Murakami Youichi;Katase Takayoshi;Kamiya Toshio;Wadati Hiroki
• 通讯作者: Wadati Hiroki

Development of Multi-scale Soft X-ray Diffraction Microscope for Observing Spin Textures

用于观察自旋纹理的多尺度软X射线衍射显微镜的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Ishii;Y. Kozuka;Y. Yamasaki;and H. Nakao*
• 通讯作者: and H. Nakao*

軟X線領域のコヒーレンスを利用したイメージング手法の技術開発

软X射线区域相干成像方法的技术进展

• 发表时间: 2023
• 作者: Tetsuhiko Yorita;Yasuyuki Morita;Hiroki Kanda;Keiji Takahisa;Tatsushi Shima;Mitsuhiro Fukuda;米田仁紀 et al.;長志珠絵;中尾裕則
• 通讯作者: 中尾裕則

高繰返し時間分解共鳴軟X線散乱計測システムの開発

高重复时间分辨共振软X射线散射测量系统的研制

• 发表时间: 2023
• 作者: 深谷亮;足立純一;中尾裕則;山崎裕一;田端千紘;野澤俊介; 一柳光平;石井祐太;木村宏之;足立伸一
• 通讯作者: 足立伸一

Resonant X-Ray Scattering Study of the 5f-electron System UPt2Si2

5f电子系统UPt2Si2的共振X射线散射研究

• 发表时间: 2022
• 作者: F. Kon;K. Miura;R. Hibino;H. Hidaka;T. Yanagisawa;C. Tabata;H. Nakao;H. Amitsuka
• 通讯作者: H. Amitsuka