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MAGNETIC FIELD VALUE MEASUREMENT DEVICE AND MAGNETIC FIELD VALUE MEASUREMENT METHOD

Foreign code F150008303
File No. S2013-0360-C0
Posted date Apr 10, 2015
Country WIPO
International application number 2014JP059276
International publication number WO 2014157661
Date of international filing Mar 28, 2014
Date of international publication Oct 2, 2014
Priority data
  • P2013-069762 (Mar 28, 2013) JP
Title MAGNETIC FIELD VALUE MEASUREMENT DEVICE AND MAGNETIC FIELD VALUE MEASUREMENT METHOD
Abstract A magnetic field measurement device is provided with: a vibratory probe unit (11) provided with a probe (111) produced from one or more types of materials each having the property of the intensity of magnetization being proportional to the magnitude of an external magnetic field; a mechanical vibration source (12) for the probe (111); a vibration detection unit (13) for detecting the vibration frequency and amplitude of the probe (111); an alternating-current magnetic field generation unit (14) for applying an alternating-current magnetic field with a frequency different from the mechanical vibration frequency of the probe (111) to the probe (111); a direct-current external magnetic field generation unit (15) for applying a direct-current external magnetic field to the probe (111); a frequency modulation detection unit (16) for detecting frequency modulation occurring in the mechanical vibration of the probe (111); a direct-current external magnetic field control unit (17) for adjusting the magnitude of the direct-current external magnetic field in a mechanical vibration direction which the direct-current external magnetic field generation unit applies to the probe (111); and a direct-current magnetic field specification unit (18) for specifying the value of a direct-current magnetic field generated by an observation sample (100) on the basis of the output value of the direct-current external magnetic field generation unit when the magnitude of the frequency modulation has become a minimum.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
観察試料から発生する直流磁場を検出する磁場測定装置であって、
磁化の強さが外部磁場の大きさに比例する性質を持つ一種以上の材料からなる探針を備えた振動式の探針装置と、
前記探針を機械励振させる機械振動源と、
前記探針の機械振動周波数および機械振動振幅を検出する振動検出装置と、
前記探針の機械振動方向の変化率がゼロでない、前記探針の機械振動周波数と異なる周波数の交流磁場を前記探針に与える交流磁場発生装置と、
前記機械振動方向の直流外部磁場を前記探針に与える直流外部磁場発生装置と、
前記振動検出装置が検出した前記機械振動周波数から前記探針の機械振動に生じる周波数変調を検出する周波数変調検出装置と、
前記直流外部磁場発生装置が前記探針に与える前記機械振動方向の直流外部磁場の大きさを調整する直流外部磁場調整装置と、
前記周波数変調の大きさが極小となったときの前記直流外部磁場発生装置の出力値、または前記周波数変調の大きさが極小となるであろうときの前記直流外部磁場発生装置の予想出力値に基づいて、前記観察試料が発生する前記振動方向の前記直流磁場の値を特定する直流磁場特定装置と、
を備えたことを特徴とする磁場測定装置。
[請求項2]
前記直流外部磁場調整装置は、前記直流外部磁場が前記直流磁場の全部を打ち消すように前記直流外部磁場を調整することを特徴とする請求項1に記載の磁場測定装置。
[請求項3]
前記直流外部磁場調整装置は、前記直流外部磁場が前記直流磁場の一部を打ち消すように前記直流外部磁場を調整することを特徴とする請求項1に記載の磁場測定装置。
[請求項4]
前記交流磁場発生装置が、電磁コイルを有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の磁場測定装置。
[請求項5]
前記交流磁場発生装置が2つ以上の電磁コイルを有し、
該2つ以上の電磁コイルが、前記探針の先端で互いに打ち消し合う向きの複数の磁場を発生することにより、前記交流磁場発生装置は磁場振幅がゼロになる位置を有する磁場を発生し、且つ、
前記交流磁場発生装置が発生する磁場の、前記磁場振幅がゼロになる位置における磁場勾配が、該位置において前記2つ以上の電磁コイルのそれぞれが単独で発生する磁場の磁場勾配のいずれよりも大きいことを特徴とする、
請求項1~4のいずれかに記載の磁場測定装置。
[請求項6]
直流外部磁場発生装置が、前記探針に磁場を印加する電磁コイルを有し、
前記直流外部磁場調整装置が電流調整装置を有することを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の磁場測定装置。
[請求項7]
前記探針により、前記観察試料の表面を一次元、二次元または三次元で走査する機構を備えたことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の磁場測定装置。
[請求項8]
磁化の強さが外部磁場の大きさに比例する性質を持つ一種以上の磁性材料からなる探針を備えた振動式の探針装置を用いて観察試料から発生する直流磁場を測定する方法において、
前記探針を機械励振させる工程と、
前記探針の機械振動方向の変化率がゼロでない、前記探針の機械振動周波数と異なる周波数の交流磁場を与えるとともに、前記観察試料から発生する前記直流磁場を打ち消す向きの前記機械振動方向の直流外部磁場を前記探針に与える工程と、
前記探針の機械振動に生じる周波数変調を検出する工程と、
前記周波数変調の検出結果に基づき、前記探針に与えられる前記振動方向の直流外部磁場の大きさを調整する工程と、
前記周波数変調が生じないとき若しくは前記周波数変調の大きさが極小となったときの前記直流外部磁場の値、または前記周波数変調の大きさが極小となるであろうときの前記直流外部磁場の予想値に基づいて、前記観察試料が発生する前記振動方向の前記直流磁場の値を特定する工程と、
を有することを特徴とする磁場測定方法。
[請求項9]
前記直流外部磁場が前記直流磁場の全部を打ち消すように前記直流外部磁場を調整する工程を有することを特徴とする請求項8に記載の磁場測定方法。
[請求項10]
前記直流外部磁場が前記直流磁場の一部を打ち消すように前記直流外部磁場を調整する工程と、
少なくとも2つの前記直流外部磁場の値、および該少なくとも2つの前記直流外部磁場の値に対応する周波数変調の大きさに基づいて、前記観察試料が発生する前記振動方向の前記直流磁場の値を特定する工程と
を有することを特徴とする請求項8に記載の磁場測定方法。
[請求項11]
前記観察試料がセットされていないときに、(a)前記周波数変調がゼロとなるように前記交流磁場を校正する、又は(b)前記周波数変調をゼロに近付けるように前記交流磁場を校正する工程を有することを特徴とする請求項8~10のいずれかに記載の磁場測定方法。
[請求項12]
前記探針により、前記観察試料の表面を一次元、二次元または三次元で走査する工程を有することを特徴とする請求項8~11のいずれかに記載の磁場測定方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • AKITA UNIVERSITY
  • OSAKA UNIVERSITY
  • Inventor
  • SAITO HITOSHI
  • YOSHIMURA SATORU
  • KINOSHITA YUKINORI
  • NOMURA HIKARU
  • NAKATANI RYOICHI
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LT LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN TD TG
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