高精度高分解能電子線ホログラフィを用いたナノ磁性デバイスの定量的観察と評価

利用高精度、高分辨率电子束全息术对纳米磁性器件进行定量观察和评估

基本信息

批准号：
04J02859
负责人：
山本和生
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Japan Fine Ceramics Center
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

高精度高分解能位相シフト電子線ホログラフィを用いて,化合物半導体デバイス中の不純物分布の観察に成功した.従来のp-n接合のポテンシャル差だけでなく,n型領域内での不純物分布の差(n+とn-の差)も,高精度に検出することができた.カーボンナノチューブ内にコバルト磁性材料を充填させたサンプル周辺の磁場を,電子線ホログラフィで観察することに成功した.内包させたコバルトナノロッドの直径は約80nmで,fccの単結晶であることがわかった.また,電子線ホログラフィにより測定された位相変化と計算機シミュレーションによる比較から,飽和磁化は1.2Tであることがわかった.また,カーボンナノチューブ内に内包させたα鉄ナノロッドについても同様な計測を行ない,飽和磁化を測定した.直径8nmのコバルトナノ粒子をカーボン膜上に自己組織化させた材料の電子線ホログラフィ観察を行い,超強磁性ドメイン構造を初めて直視することに成功した.この材料は,膜全体にわたりナノ粒子が一層だけ規則正しく配列されており,将来の高密度磁気記録材料として期待されている.また,磁性物理学的にも超強磁性が出現する材料として興味が持たれている.この材料を-150度まで冷却し,電子線ホログラフィで観察した結果,十数ミクロンにわたる大きな超強磁性ドメイン構造をとることがわかった.また,電子顕微鏡内でこの材料に磁場を印加することによって,そのドメイン構造が変化することもわかった.微粒子線装置により,直径6nmのコバルトナノ粒子をランダムに堆積させた材料の電子線ホログラフィ観察を行った.各粒子の表面は1nm程度酸化してあるが,この酸化コバルトの層を介して各粒子の磁性のカップリングが行われ,数十ミクロンの超強磁性ドメインが形成されることがわかった.高精度高分解能電子線ホログラフィを用いて,高分解能原子構造像に含まれる電子顕微鏡の収差を高精度に補正することに成功した.

利用高精度、高分辨率的相移电子束全息术，我们成功地观察到了化合物半导体器件中的杂质分布。我们不仅观察到了传统p-n结中的电位差，还观察到了n结中杂质分布的差异。类型区域（n+和n-差异），高精度我们利用电子束全息技术成功地观察到了碳纳米管中填充钴磁性材料的样品周围的磁场。所含钴纳米棒的直径约为80 nm，FCC为发现碳纳米管是由单晶制成的，此外，通过将电子束全息测量的相变与计算机模拟进行比较，发现饱和磁化强度为1.2T.Na。在Norod上也进行了类似的测量，测量了饱和磁化强度。我们对碳膜上自组装直径8 nm的钴纳米颗粒的材料进行了电子束全息观察，首次直接观察到超铁磁畴结构取得成功。该材料在整个薄膜中纳米粒子排列得更加规则，有望成为未来的高密度磁记录材料。从磁物理的角度来看，作为表现出超铁磁性的材料，该材料也很有趣。将材料冷却至50度后，用电子束全息观察，发现其具有跨度超过10微米的大型超铁磁畴结构。此外，通过在电子显微镜中对这种材料施加磁场，可以观察到其具有跨度超过10微米的超铁磁畴结构。结构发生了变化。使用粒子束装置，我们对一种材料进行了电子束全息观察，其中随机沉积了直径为6 nm的钴纳米颗粒。每个颗粒的表面被氧化了约1 nm，但每个颗粒的这层氧化钴层透过结果发现，由于磁耦合，形成了几十微米的超铁磁畴。利用高精度、高分辨率电子束全息术，我们成功地减少了高分辨率原子结构图像中包含的电子显微镜像差。在修正准确度时。