【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23QS0109
利用課題名 / Title
深さ分解手法を用いた方向性電磁鋼板の内部磁区構造調査
利用した実施機関 / Support Institute
量子科学技術研究開発機構 / QST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（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
変圧器,電磁鋼板,Ｘ線磁気円偏光発光,パワーエレクトロニクス/ Power electronics,放射光/ Synchrotron radiation
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)
阪口 友唯
所属名 / Affiliation
JFEテクノリサーチ株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
中田 崇寛,高橋 真
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
稲見 俊哉,菅原 健人,綿貫 徹
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（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)
変圧器等に使用される方向性電磁鋼板は環境負荷低減のため、更なる磁気特性および損失の改善が強く求められている。方向性電磁鋼板の磁気特性は磁区構造に強く影響されるため、磁区構造の可視化および局所的な磁化状態の定量化は必要不可欠な技術である。これまでに磁気Kerr効果顕微鏡やローレンツ走査電子顕微鏡等による磁区観察が精力的に研究されてきたが、製品に必須となる被膜が付加された状態での内部磁区構造の報告例はなく、表面から数μmの磁区観察に限られるのが現状である。我々はこれまでに、物質透過性の高い硬X線領域で、3d遷移金属の磁性に感度の高い、X線磁気円偏光発光という磁気光学効果を用いた磁気顕微鏡を開発し、方向性電磁鋼板の磁区観察研究を進めてきた[1-3]。本研究では、アナライザ結晶を++配置の2結晶とし、さらに開発した外部磁場印加治具を用い、方向性電磁鋼板の磁区細分化処理近傍における内部磁区の準静的磁場変化挙動を明らかにすることを目的とする。
実験 / Experimental
実験は大型放射光施設SPring-8のBL11XUにおいて方向性電磁鋼板（磁区細分化材）を用いて行った。入射エネルギーは必要な侵入長を考慮し26 keVとし、直径約13 μmまで集光したのち試料に入射した。試料から散乱された蛍光X線はMontel型ミラーで収集・平行化し、ダイヤモンド移相子(111)で円偏光と直線偏光の相互変換を行い、Ge(400)の直線偏光子で偏光解析すると同時にエネルギー分析を行って検出した。測定する元素および蛍光X線は、FeKα1(6.404 keV)を選び、移相子による移相量が+π/2と-π/2の条件で測定し、反転比から磁化の大きさを評価した。試料への磁場印加は電磁石磁化器を用いて、一度+5000 A/mまで印加し、その後磁場方向を逆転させ-150 A/mに固定し、アナライザ結晶を++配置の2結晶とし、磁区細分化処理近傍における内部磁区の観察を行った。光線追跡法の計算結果からは、おおよそ10 μm立法の領域を測定していると考えている。
結果と考察 / Results and Discussion
図1に印加磁場-150 A/mにおける磁区細分化処理近傍の表面磁区像を示す。レーザー照射周辺において、主磁区である180°磁区が細分化している様子が観察できる。図1中の点線a-a'における板厚方向の断面磁区像を図2に示す。板厚方向に逆三角形のような磁区構造が観察される。今後、印加磁場水準を変更し、磁区細分化処理近傍の磁化挙動を明らかにしていく。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 磁区細分化処理近傍における表面磁区像
図2 磁区細分化処理近傍における主磁区の断面磁区像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[1] T. Inami, PRL 119 , 137203 ( 2017).
[2] K. Sugawara et al., JAP 130 , 113901 ( 2021).
[3] T. Inami etal., IEEE Trans. Mag. 59 , 6000406 ( 2023).
量子科学技術研究開発機構の稲見俊哉氏、菅原健人氏、綿貫徹氏には共同研究者として、多大な支援をして頂きました。
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