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磁気特性測定方法

国内特許コード P150012257
掲載日 2015年9月4日
出願番号 特願2013-198163
公開番号 特開2015-064280
登録番号 特許第6411722号
出願日 平成25年9月25日(2013.9.25)
公開日 平成27年4月9日(2015.4.9)
登録日 平成30年10月5日(2018.10.5)
発明者
  • 矢野 正雄
  • 小野 寛太
出願人
  • トヨタ自動車株式会社
  • 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構
発明の名称 磁気特性測定方法
発明の概要 【課題】磁性材料を構成している多結晶バルク体における、結晶粒単位での磁気特性を測定することが可能な方法を提供する。
【解決手段】X線を試料に照射し、試料を透過したX線を検出することにより試料の磁気特性を測定する方法であって、X線を透過させる方向の試料の厚みが50~1000nmであることを特徴とする方法。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要



試料の観察域に励起光又は電子線からなる入射ビームを照射し、試料の表面から放出される放出電子を介して、試料の表面近傍の性状又は構造を観察、解析、分析等を行うことが知られていた。ところが、従来の方法では熱消磁もしくは磁場消磁させた状態の試料を用いて観察しているにすぎず、永久磁石等を着磁した状態で観察した例は報告されていなかった。そこで、磁性材料の磁気特性を観察する方法として、試料に放射光等の入射ビームを照射し、試料から放出された放出電子を検出して、試料の微細状況を示す観察像を形成する方法が提案されている(特許文献1参照)。

産業上の利用分野



本発明は、磁性材料の磁気特性を測定する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
X線を透過させる方向の試料の厚みが50~1000nmである試料の結晶粒1個の磁気特性を測定する方法であって、通過するX線を集光するフレネルゾーンプレート(FZP)及びオーダーソーティングアパーチャ(OSA)に通したX線を試料に照射し、試料を透過したX線の強度を検出し、1個の結晶粒を透過したX線の検出した強度に基づき、結晶粒1個の磁気特性を測定することを含む方法。

【請求項2】
前記X線が円偏光X線である、請求項1記載の方法。

【請求項3】
1個の結晶粒に右回り円偏光X線と左回り円偏光X線を入射させ、この右回り円偏光X線と左回り円偏光X線それぞれの入射におけるX線の吸収を測定し、このX線の吸収の測定結果に基づいて1個の結晶粒の、上記右回り円偏光X線と左回り円偏光X線の吸収の差であるX線磁気円二色性(XMCD)を検出することをさらに含む、請求項2記載の方法。

【請求項4】
偏光の向きに対し試料の磁場の方向とその反対の方向のX線の吸収の差を検出し、これにより試料の磁気特性を測定することを特徴とする、請求項2記載の方法。

【請求項5】
測定前に、前記試料が、集束イオンビームを用いてエッチングすることにより、50~1000nmの厚みに加工される、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。

【請求項6】
磁場中において測定を行うことを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。

【請求項7】
請求項1~6のいずれか1項に記載の磁気特性を測定する方法に用いられ、X線を透過させる方向の試料の厚みが150~1000nmの試料を測定する磁気特性測定装置であって、
X線源から出射される左円偏光X線及び右円偏光X線を単色化するX線単色化部と、
前記X線単色化部によって単色化されたX線を入射するアパーチャースリット部と、
前記アパーチャースリット部から放射状に放射されるX線を受光し回折させて試料上の一点にX線を集光させるFZPを載荷するFZPステージと、
前記試料の手前に置かれ、前記FZPからの回折X線に含まれるX線を選択的に取り出すOSAを載荷するOSAステージと、
前記試料を載荷する試料ステージと、
前記試料ステージに載荷された試料を透過するX線を検出するX線検出器と
からなり、
X線源から出射される左円偏光X線及び右円偏光X線が前記X線単色化部に入れられて単色化され、前記アパーチャースリット部に入れられ、前記アパーチャースリット部から放射状に放射されるX線がFZPによって受光され回折され、前記OSAに入れられ、前記回折X線に含まれるX線が選択的に取り出され、前記試料上の一点に集光され、試料を透過したX線が前記X線検出器に入れられ、X線磁気二色性を検出し、これにより試料の磁気特性が測定されることを特徴とする磁気特性測定装置。

【請求項8】
前記試料ステージがX線を透過させる方向の厚みとして150nm~1000nmを有する多結晶性磁性試料を載荷する試料ステージであり、前記FZPを載荷するFZPステージ、前記OSAを載荷するOSAステージ、前記試料ステージ及び前記X線検出器がそれぞれx、y、zの走査の3軸制御が可能であり、それぞれの位置制御、位置再現をナノメートル単位で行うピエゾ駆動であり、それぞれの位置制御、位置再現がナノメートル単位で行われることによって、前記回折X線が前記試料上の10nm程度の一点に集光され、X線磁気円二色性の二次元データを検出し、これにより、多結晶性磁性試料のバルク体に含まれる結晶粒単位での高精度の二次元磁気特性の測定を行うことを特徴とする、請求項7に記載の磁気特性測定装置。

【請求項9】
前記X線検出器が磁場中での使用が可能な光ファイバー及びダイナミックレンジを持つアバランシェフォトダイオードを有するX線検出器であり、真空中かつ磁場中での高効率なX線検出を行うことを特徴とする、請求項7又は8に記載の磁気特性測定装置。

【請求項10】
前記磁気特性測定装置を構成する要素のすべてが非磁性材料製の要素であり、前記試料に磁場を印加する超伝導マグネットが用いられることによって、真空中かつ磁場中での高効率なX線検出を行うことを特徴とする、請求項7~9のいずれか1項に記載の磁気特性測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013198163thum.jpg
出願権利状態 登録
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