走査型X線磁気顕微鏡

問い合わせ番号

SOL-0000001608

ビームライン

BL39XU（X線吸収・発光分光）

学術利用キーワード

A. 試料	計測法、装置に関する研究
B. 試料詳細	磁性体
C. 手法	吸収、及びその二次過程
D. 手法の詳細	XAFS, XANES, MCD, LD
E. 付加的測定条件	偏光（円、楕円）, マイクロビーム(1-10μｍ), 二次元画像計測, 磁場（< 2 T）, 室温
F. エネルギー領域	Ｘ線（4～40 keV)
G. 目的・欲しい情報	スピン・磁性構造

産業利用キーワード

階層1	記憶装置
階層2	HD、MO
階層3	磁性層, 磁気ヘッド, スピンバルブ膜
階層4	磁化, 磁気異方性, 界面磁気構造
階層5	XAFS, XMCD, イメージング

分類

A80.14 磁性材料, M40.30 磁気吸収

利用事例本文

走査型X線磁気顕微鏡は、試料に含まれる個々の磁性元素について２次元磁気画像計測を行うことのできるユニークな装置です。得られる画像の空間分解能はおよそ2 mです。この方法は、3d遷移金属元素、希土類元素、5d貴金属元素を含む磁性体試料に適用できます。また、試料上のm程度の大きさの領域について、X線磁気円二色性 (XMCD) スペクトルやXAFSスペクトルを測定することができます。
図に示すのは、CoCrPtB面内磁化膜について測定した２次元磁気画像です。あらかじめ縞状の磁気パターンが記録された試料を持ちいました。この例では、X線のエネルギーをPtのL₃吸収端 (11.56 keV) に合わせ、試料中のPtの磁化の大きさや向きに応じた濃淡を観測しました。最小2.4 m幅の磁気パターンまで解像できています。

図. 走査型X線磁気顕微鏡で測定した、CoCrPtB面内磁化膜の２次元磁気画像

画像ファイルの出典

所内報

誌名

ナノテクノロジー総合支援プロジェクト研究成果報告書 Vol.4, 2004年A

ページ

p. 147

測定手法

走査型X線磁気顕微鏡は、ダイヤモンド移相子とX線用の集光ミラー (KBミラー) による光学系から成ります。移相子で生成した円偏光X線を、KBミラーを使って試料上で2 m 程度のスポットに集光します。円偏光の向きを切り替えながら試料からの蛍光X線強度をモニターすることで、ビーム位置での試料のX線磁気円二色性 (XMCD) 信号を測定します。このXMCD信号から、試料の磁化の大きさや磁化の向きに関する情報が得られます。試料の位置を精密ステージで動かすことで試料上でのX線ビーム位置を走査し、２次元画像を得ます。

図. 走査型X線磁気顕微鏡の光学系

画像ファイルの出典

所内報

誌名

ナノテクノロジー総合支援プロジェクト研究成果報告書 Vol. 4, 2004年A

ページ

p. 146

測定準備に必要なおおよその時間

3 シフト

測定装置

装置名	目的	性能
走査型X線磁気顕微鏡	２次元磁気画像の測定、微小領域におけるXMCD測定	集光X線スポットサイズ 2ミクロン、光子数~10^10 photons/s

参考文献

文献名
M. Takagaki, M. Suzuki, N. Kawamura, H. Mimura, and T. Ishikawa, The 8th International Conference on X-ray Microscopy (XRM2005), 26-30 July 2005, Himeji, Japan.

アンケート

SPring-8だからできた測定。他の施設では不可能もしくは難しい
本ビームラインの主力装置を使っている
最近2年以内に導入した装置を使った事例

測定の難易度

初心者でもOK

データ解析の難易度

初心者でもOK

図に示した全てのデータを取るのにかかったシフト数

2～3シフト

最終変更日 2024-07-02 16:05

大型放射光施設 SPring-8

パーソナルツール