【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TU0163
利用課題名 / Title
FIBによる磁区観察用試料の作製と磁気測定による加工劣化評価
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion
キーワード / Keywords
磁性材料,集束イオンビーム/Focused ion beam,高品質プロセス材料/ High quality process materials,パワーエレクトロニクス/ Power electronics
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
諏訪 智巳
所属名 / Affiliation
東北大学 多元物質科学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
岡本聡
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
磁石材料の3次元磁区解析は磁石研究において非常に重要である。しかし、これまで磁石内部に存在する3次元磁区情報を観測することはできなかった。ごく近年、SPring-8で開発された硬X線磁気トモグラフィー法を用いて、磁石材料内部の磁区構造の外部磁場に対する振舞いを3次元的に可視化し、3次元微細組織解析と合わせることで、微細組織と磁区構造の関係の解析が可能になった。今後は3次元磁区情報の解析を経て磁石の磁化伝搬を理解する。以上の研究を行うためには、測定用の磁石試料を作製する必要がある。この試料作製と加工劣化評価を行うのが、本課題の目的である。内容としては、FIBを用いた微細加工と、磁場印加時の磁石の破壊の評価、磁気測定による試料の加工劣化評価を行う。
実験 / Experimental
最終形状18μm×18μm×45μmの熱間加工磁石ピラーを作製した。本加工の前処理として、先端に磁石を接着した石英ロッドを手研磨にて先鋭化加工を行う。その後、東北大金研分析コア ARIM事業班のFEI Versa 3Dを用いて、18μm×18μm×45μmの熱間加工磁石ピラーを作製した。加工は荒加工、第一成型、第二成型、クリーニングの4段階によって構成される。
結果と考察 / Results and Discussion
最終形状18μm×18μm×45μmの熱間加工磁石ピラーを３本作製した。1本目のサンプルでは作製後のピラーに空孔、カーテニング、表面荒れが確認された。空孔とカーテニングはサンプル由来のものである。表面荒れは加工法によるものである。これらの結果を踏まえ、荒加工後のピラー作製位置の調整と第二成型加工量の増加を行った。その結果、2本目、3本目のピラーでは前記の問題は解決された。2本目、3本目のサンプルを、カンタムデザイン社PPMSを用いて5Tを印加し磁場印加時にピラーが破壊されていないかを確認した。結果として破壊されておらず、ピラー形状の見直しは必要ないことを確認した。磁気測定による試料の劣化評価については、一昨年の別検証にて保障されており、今回の加工において追加の検証は必要ないと判断した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_media/20220826/・https://www.nature.com/articles/s41427-022-00417-0
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件