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MAGNETIC FORCE MICROSCOPE PROBE FOR MEASURING FERROMAGNETIC FIELD AND MEASURING MAGNETIC FIELD VALUE, AND METHOD AND DEVICE FOR OBSERVING MAGNETIC FIELD OF FERROMAGNETIC-FIELD-EMITTING SAMPLE meetings

Foreign code F160008766
File No. (S2014-1367-N0),(S2014-1366-N0)
Posted date Jun 2, 2016
Country WIPO
International application number 2015JP072969
International publication number WO 2016024636
Date of international filing Aug 14, 2015
Date of international publication Feb 18, 2016
Priority data
  • P2014-165435 (Aug 15, 2014) JP
  • P2014-165492 (Aug 15, 2014) JP
Title MAGNETIC FORCE MICROSCOPE PROBE FOR MEASURING FERROMAGNETIC FIELD AND MEASURING MAGNETIC FIELD VALUE, AND METHOD AND DEVICE FOR OBSERVING MAGNETIC FIELD OF FERROMAGNETIC-FIELD-EMITTING SAMPLE meetings
Abstract Provided are: (1) a magnetic force microscope probe provided with at least one magnetic material, the magnetic material being such that, over a temperature range of at least 10-30°C, saturation magnetization is not reached when a magnetic field is applied, the magnetic material being (a) a solid solution of one or more ferromagnetic elements and one or more non-magnetic elements, (b) an amorphous magnetic material containing one or more strongly ferromagnetic elements and one or more non-magnetic elements, or (c) a magnetic material containing one or more types of ferromagnetic particles and one or more non-magnetic materials, the magnetic material being structured such that the ferromagnetic particles are dispersed within and supported by the non-magnetic material; (2) a device for observing a magnetic field, the device being provided with the magnetic force microscope probe of (1); and (3) a method for observing a magnetic field, the method employing the magnetic force microscope probe of (1).
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
少なくとも1種の磁性材料を備え、
少なくとも10~30℃の温度域にわたって、磁場が印加されたときに磁化が飽和せず、
(a) 前記磁性材料が、1種以上の強磁性元素と1種以上の非磁性元素との固溶体である;
(b) 前記磁性材料が、1種以上の強磁性元素と1種以上の非磁性元素とを含む非晶質の磁性材料である;又は
(c) 前記磁性材料が、1種以上の強磁性体粒子と1種以上の非磁性材料とを含み、前記強磁性体粒子が前記非磁性材料中に分散されて支持されている構造を有する磁性材料である
ことを特徴とする、磁気力顕微鏡用探針。
[請求項2]
磁場が印加されていない条件下では少なくとも10~30℃の温度域にわたって残留磁化を有しないことを特徴とする、請求項1に記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項3]
前記磁性材料の初磁化率が、少なくとも10~30℃の温度域にわたって、3×10-8H/m以上である、請求項1又は2に記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項4]
前記(a)又は(b)の要件を満たし、
前記強磁性元素が、Ni、Fe、及びCoからなる群から選ばれる1種以上の強磁性元素であり、
前記非磁性元素が、Ti、V,Cr,Mn,Cu、Zn、Zr、Nb,Mo、Ta、W、B、Al、C、O、N、及びSiからなる群から選ばれる1種以上の非磁性元素である、
請求項1~3のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項5]
前記(a)又は(b)の要件を満たし、
前記磁性材料が常磁性または超常磁性を示す、請求項1~4のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項6]
前記(c)の要件を満たし、
前記磁性材料の全量に対して、
前記強磁性体粒子の含有量が10~45体積%であり、
前記非磁性材料の含有量が55~90体積%である、
請求項1~3のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項7]
前記(c)の要件を満たし、
前記強磁性体粒子の画像解析法による球換算直径の平均値が30nm以下である、請求項1~3及び6のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項8]
前記(c)の要件を満たし、
前記強磁性体粒子が、Ni、Fe、及びCoからなる群から選ばれる1種以上の強磁性元素の粒子であり、
前記非磁性材料が、Au、Ag、Cu、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化タングステン、酸化クロム、酸化コバルト、酸化タンタル、酸化ホウ素、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、酸化ルテニウム、希土類元素の酸化物、及び炭素からなる群から選ばれる1種以上の非磁性材料である、
請求項1~3、6及び7のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項9]
前記(c)の要件を満たし、
前記磁性材料が超常磁性を示す、請求項1~3及び6~8のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項10]
前記(c)の要件を満たし、
磁化率が、25~200℃の温度範囲において実質的に温度依存性を有しない、請求項1~3及び6~9のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項11]
前記(c)の要件を満たし、
前記磁性材料の初磁化率が、少なくとも10~30℃の温度域にわたって2×10-7H/m以上である、請求項1~3及び6~10のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項12]
1種以上の非磁性体からなる芯部材と、
前記芯部材の表面の少なくとも一部を被覆する前記磁性材料の被膜と
を有する、請求項1~11のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針。
[請求項13]
磁性体試料から漏洩する直流磁場を観察する磁場観察装置であって、
磁気飽和がなく印加磁場方向に磁気モーメントが発生する磁性探針を一方の端部に有するカンチレバーと、
前記カンチレバーを励振させる励振器と、
前記磁性体試料を磁化反転させない大きさの交流磁場を前記探針に印加し、前記探針の磁化を周期的に変動させることにより、前記カンチレバーの励振振動を周波数変調させる、交流磁場発生器と、
前記探針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、前記探針と前記磁性体試料との間に生じる磁気力の交流成分に対応する信号を復調する、復調器と、
前記復調器から得た復調信号および前記交流磁場発生器の電圧信号から、前記直流磁場の情報を得る、復調信号処理装置と、
前記探針に前記磁性体試料表面上の走査領域を走査させる走査機構と
を備え、
前記磁性探針は、請求項1~12のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針であることを特徴とする、強磁場発生試料の磁場観察装置。
[請求項14]
前記復調器が、
(A)前記振動センサーの検出信号を周波数復調するか、又は、
(B)前記振動センサーの検出信号に含まれる側帯波スペクトルの強度を計測する、
請求項13に記載の磁場観察装置。
[請求項15]
前記復調信号処理装置が、
(X)前記復調器から得た復調信号の振幅、及び、前記復調信号と前記交流磁場発生器の電流信号または電圧信号との位相差を計測するか、又は、
(Y)前記復調器から得た復調信号の、前記交流磁場発生器の電流信号に対する同相成分および直交成分を計測する、
請求項13又は14に記載の磁場観察装置。
[請求項16]
前記交流磁場発生機構が、前記直流磁場の測定される成分の方向と同一方向に、前記交流磁場を印加する、請求項13~15のいずれかに記載の磁場観察装置。
[請求項17]
前記磁性体試料が永久磁石である、請求項13~16のいずれかに記載の磁場観察装置。
[請求項18]
前記走査機構により前記走査領域を走査することで得られた、前記走査領域の各座標における前記直流磁場の情報に基づく磁場分布画像を表示する画像表示装置をさらに有する、請求項13~17のいずれかに記載の磁場観察装置。
[請求項19]
磁性体試料から漏洩する直流磁場を観察する磁場観察方法であって、
磁気飽和がなく印加磁場方向に磁気モーメントが発生する磁性探針を一方の端部に有するカンチレバーを励振させる工程と、
前記磁性体試料を磁化反転させない大きさの交流磁場を前記探針に印加し、前記探針の磁化を周期的に変動させることにより、前記カンチレバーの励振振動を周波数変調させる工程と、
前記探針の振動を検出し、該探針の振動の検出信号から、前記探針と前記磁性体試料との間に生じる磁気力の交流成分に対応する信号を復調する工程と、
前記復調された信号および前記交流磁場発生器の電圧信号から、前記直流磁場の情報を得る工程と、
前記探針に前記磁性体試料表面上の走査領域を走査させる工程と
を含み、
前記磁性探針は、請求項1~12のいずれかに記載の磁気力顕微鏡用探針であることを特徴とする、強磁場発生試料の磁場観察方法。
[請求項20]
前記交流磁場を、前記直流磁場の測定される成分の方向と同一方向に印加する、請求項19に記載の磁場観察方法。
[請求項21]
前記磁性体試料が永久磁石である、請求項19又は20に記載の磁場観察方法。
[請求項22]
前記走査機構により前記走査領域を走査することで得られた、前記走査領域の各座標における前記直流磁場の情報に基づく磁場分布画像を画像表示装置に表示する工程をさらに有する、請求項19~21のいずれかに記載の磁場観察方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • AKITA UNIVERSITY
  • Inventor
  • SAITO HITOSHI
  • YOSHIMURA SATORU
  • KINOSHITA YUKINORI
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 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 ST TD TG
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