【研究分野】構造・機能材料

【研究領域課題番号】25630299 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

電子顕微鏡 / ドメイン構造 / 磁区 / 双晶 / 電子線ホログラフィー / ローレンツ顕微鏡法 / 金属物性 / 強相関電子系 / セラミックス / 結晶工学

【研究成果の概要】

透過電子顕微鏡を用いたその場観察技術を駆使し、MnV2O4酸化物の特異な磁気微細構造を研究し、圧力を利用した磁化分布制御に関する技術基盤を構築した。従来、液体ヘリウム温度域での圧力印加は技術的に困難であったが、本研究では集束イオンビームによる微細加工と、MnV2O4とMoプレートの熱膨張差を利用した独自の手法を考案し、磁気的ドメインに対する圧力効果の検証に活用した。低温域での圧力印加は、結晶学的ドメインの一種である軌道整列ドメインの形態制御を介して、MnV2O4の磁化分布操作に有効であることを実証した。低温域のセンサー開発に対する知見も含め、工学的応用に向けた重要な情報を獲得した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】ナノ材料・ナノバイオサイエンス

【研究領域課題番号】17101004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射光X線粒子線 / 電子顕微鏡 / 強相関電子系 / ナノ材料 / 環境材料 / 放射線X線粒子線

【研究成果の概要】

ナノデバイス、環境触媒などナノサイズ構造における電子状態を解明するため、2種類の放射光光電子顕微鏡を用いたナノ分光法の開発を行い、これをLSIナノ構造、磁性ナノ構造、抵抗変化素子、非白金系触媒に適用してその有効性を実証した。主な成果は以下の通りである。
1)投影型放射光光電子顕微鏡(PEEM):分光型PEEMの空間分解能を向上させるため、床面振動防止対策を行うとともに試料ドリフト補正を行うための画像処理法を新しく開発した。これにより空間分解能22nmを達成した。
2)走査型光電子顕微鏡(3次元ナノESCA):新しく開発したピンポイント角度分解光電子分光装置の性能評価(空間分解能92nm達成)
3)PEEMによる磁気イメージング:パーマロイナノパターン、LSMO薄膜ナノパターンの磁区構造解析実現
4)PEEMによるLSIナノ材料解析:high-k絶縁膜の真空加熱中化学状態変化のイメージング実現
5)3次元ナノESCAによるLSIナノ材料中ピンポイント深さ分布解析:
6)PEEMによる抵抗変化型不揮発メモリー(ReRAM)の界面電子状態解析と抵抗変化メカニズムの解明:Pt/CuO/Pt構造におけるCu酸化・還元減少の可視化実現
7)マイクロX線吸収分光による燃料電池断面構造観察:斜めカット正極/電解質膜/負極構造の元素マッピング取得と発電劣化メカニズムの解明
8)硬X線PEEMによる深く埋もれた界面のイメージング:200nm埋もれたAuナノ構造の光電子イメージングを実現。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2005 - 2009

【配分額】109,850千円 (直接経費: 84,500千円、間接経費: 25,350千円)