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磁性体の磁気特性の測定装置および測定方法

国内特許コード P160013565
整理番号 S2015-0857-N0
掲載日 2016年12月21日
出願番号 特願2015-074471
公開番号 特開2016-194455
出願日 平成27年3月31日(2015.3.31)
公開日 平成28年11月17日(2016.11.17)
発明者
  • 齊藤 準
  • 吉村 哲
  • 木下 幸則
  • ヤンドン ツァン
出願人
  • 国立大学法人秋田大学
発明の名称 磁性体の磁気特性の測定装置および測定方法
発明の概要 【課題】微小な試料の磁気特性の測定をより短い時間で行うことが可能な、磁性体の磁気特性の測定装置を提供する。
【解決手段】磁性体試料10の磁気特性を測定する装置であって、磁性体試料10が一方の端部に固定されたカンチレバー11、カンチレバー11を励振させる励振器20、連続的に磁場強度が変化し且つ磁性体試料10を磁化させることが可能な最大強度を有する変動磁場を磁性体試料10に印加する変動磁場発生器30、磁性体試料10の振動を検出する振動センサー40、振動センサー40の検出信号から磁性体試料10の振動の変化量を計測するカンチレバー振動変化測定器50、および、磁性体試料10の振動の変化量の変動磁場の値に対する比と変動磁場の値との関係から磁性体試料10の磁気特性の情報を得る磁化曲線評価装置60を備える、磁気特性測定装置100。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


磁性体の磁気特性を自動的に測定するための装置として、BHトレーサが知られている。一般的なBHトレーサは、磁性体試料に外部磁場を印加する電磁石と、外部磁場の強度を測定するHコイルと、試料近傍に配置され試料の磁化を検出するBコイルとを有してなり、外部磁場の強度および極性を変化させることにより試料の磁化曲線を得る。高性能磁石材料の磁気特性の測定には高磁場が必要になることから、近年においてはパルス励磁方式のBHトレーサも実用化されている。



しかしながらBHトレーサは、試料近傍に配置されたBコイルによって試料の磁化を検出するために、試料の寸法は小さくとも数mm角が限度であり、マイクロメートルオーダー以下の微小な磁性体試料の磁気特性の測定に適用することは困難である。したがって微小な磁性体試料の磁気特性を測定することが可能な手法の開発が望まれている。例えば特許文献1には、走査型プローブ顕微鏡の一種である磁気力顕微鏡(MFM)を用いる手法が記載されている。磁気力顕微鏡は磁性探針を備えており、その磁性探針の先端を観察対象である磁性体試料に近づけ、磁性探針の磁気モーメントと磁性体試料の磁気モーメントとの間に働く磁気的相互作用を検出することにより、磁化パターン等の測定を行う。特許文献1には、磁性体の探針を試料である磁性材料上で走査させることにより試料上の磁気力勾配を検出し磁化状態を測定する方法であって、探針にあらかじめ所定の外部磁場を印加して、当該外部磁場に対する探針の応答を検出してこれを第1の測定値とし、当該外部磁場を試料に印加した状態で探針を試料上で走査させ、探針の応答を検出してこれを第2の測定値とし、第2の測定値から第1の測定値を差し引くことにより当該外部磁場に対する試料の磁気的変化を算出する方法が記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、磁性体の磁気特性の測定装置および測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
磁性体試料の磁気特性を測定する装置であって、
磁性体試料が一方の端部に固定されたカンチレバーと、
前記カンチレバーを励振させる励振器と、
連続的に磁場強度が変化し、かつ、前記磁性体試料を磁化させることが可能な最大強度を有する変動磁場を前記磁性体試料に印加する、変動磁場発生器と、
前記磁性体試料の振動を検出する振動センサーと、
前記振動センサーの検出信号から、前記磁性体試料の振動の変化量を計測する、カンチレバー振動変化測定器と、
前記磁性体試料の振動の変化量の、前記変動磁場の値に対する比と、前記変動磁場の値との関係から、前記磁性体試料の磁気特性の情報を得る、磁化曲線評価装置と
を備えることを特徴とする、磁気特性測定装置。

【請求項2】
前記変動磁場は、強度ゼロから強度最大を経て強度ゼロに戻る過程を少なくとも含む、
請求項1に記載の磁気特性測定装置。

【請求項3】
前記変動磁場は、
強度ゼロから第1の極性の強度最大を経て強度ゼロに戻る、第1の過程と、
強度ゼロから前記第1の極性とは逆の第2の極性の強度最大を経て強度ゼロに戻る、第2の過程と、
強度ゼロから前記第1の極性の強度最大を経て強度ゼロに戻る、第3の過程と
を上記順に含む、請求項1又は2に記載の磁気特性測定装置。

【請求項4】
前記変動磁場がパルス磁場である、請求項1~3のいずれかに記載の磁気特性測定装置。

【請求項5】
前記カンチレバー振動変化計測器が、前記磁性体試料の振動の周波数、振幅、または位相の変化量を計測する、
請求項1~4のいずれかに記載の磁気特性測定装置。

【請求項6】
前記磁性体試料が、
非磁性探針と、
前記非磁性探針の表面に形成された磁性薄膜と
を有する磁性探針である、請求項1~5のいずれかに記載の磁気特性測定装置。

【請求項7】
磁性体試料の磁気特性を測定する方法であって、
磁性体試料が一方の端部に固定されたカンチレバーを励振させる工程と、
連続的に磁場強度が変化し、かつ、前記磁性体試料を磁化させることが可能な最大強度を有する変動磁場を前記磁性体試料に印加する工程と、
前記磁性体試料の振動を検出する工程と、
前記磁性体試料の振動の検出信号から、前記磁性体試料の振動の変化量を計測する工程と、
前記磁性体試料の振動の変化量の、前記変動磁場の値に対する比と、前記変動磁場の値との関係から、前記磁性体試料の磁気特性の情報を得る工程と
を含むことを特徴とする、磁気特性測定方法。

【請求項8】
前記変動磁場は、強度ゼロから強度最大を経て再び強度ゼロに戻る過程を少なくとも含む、
請求項7に記載の磁気特性測定方法。

【請求項9】
前記変動磁場は、
強度ゼロから第1の極性の強度最大を経て強度ゼロに戻る、第1の過程と、
強度ゼロから前記第1の極性とは逆の第2の極性の強度最大を経て強度ゼロに戻る、第2の過程と、
強度ゼロから前記第1の極性の強度最大を経て強度ゼロに戻る、第3の過程と
を上記順に含む、請求項7又は8に記載の磁気特性測定方法。

【請求項10】
前記変動磁場がパルス磁場である、請求項7~9のいずれかに記載の磁気特性測定方法。

【請求項11】
前記磁性体試料の振動の変化量を計測する工程において、前記磁性体試料の振動の周波数、振幅、または位相の変化量を計測する、
請求項7~10のいずれかに記載の磁気特性測定方法。

【請求項12】
前記磁性体試料が、
非磁性探針と、
前記非磁性探針の表面に形成された磁性薄膜と
を有する磁性探針である、請求項7~11のいずれかに記載の磁気特性測定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015074471thum.jpg
出願権利状態 公開
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