JP2001215263A - Magneto-optical microscope magnetometer - Google Patents

Magneto-optical microscope magnetometer

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JP2001215263A JP2000360655A JP2000360655A JP2001215263A JP 2001215263 A JP2001215263 A JP 2001215263A JP 2000360655 A JP2000360655 A JP 2000360655A JP 2000360655 A JP2000360655 A JP 2000360655A JP 2001215263 A JP2001215263 A JP 2001215263A
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錫棒 崔
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magneto-optical microscope magnetometer capable of measuring a hysteresis loop of a hyperfine local area (on the order of 0.3×0.3 μm). SOLUTION: This magneto-optical microscope magnetometer is characterized by being equipped with an electromagnet unit 130 for impressing a magnetic field on a magnetic material 117', an optical polarization microscope 110 for outputting the magnetized state of a surface of the material 117' as an optical polarization image signal, a CCD camera unit 120 for photographing the image signal on a real time basis, a data converting means 140 for converting a change in the image signal photographed by the camera unit 120 into a hysteresis loop, an output means 150 for outputting a result of conversion by the converting means 140, and a magnetic field control means 160 for outputting a control signal to the electromagnet unit 130 in order to remote-control the intensity of the magnetic field impressed on the material 117.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気顕微鏡磁力
計に係り、特に、超微細局所面積(約0.3×0.3μ
m)のヒステリシスループを測定できる光磁気顕微鏡磁
力計に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magneto-optical microscope magnetometer, and more particularly to an ultra-fine local area (about 0.3.times.0.3 .mu.m).
and m) a magneto-optical microscope magnetometer capable of measuring the hysteresis loop.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁性材料は、永久磁石、変圧器、モータ
等の伝統的な産業素材として活用されると共に、最近で
は、情報貯蔵物質又は磁気感知センサー等、先端素材と
しての開発が活発に研究されている材料である。
2. Description of the Related Art Magnetic materials are used as traditional industrial materials such as permanent magnets, transformers, and motors. Recently, active research is being conducted on advanced materials such as information storage materials or magnetic sensing sensors. Is the material that is being used.

【0003】特に、最近、コンピュータ、インターネッ
トなどの発達と共にその需要が急増している情報貯蔵素
材の開発及び大容量情報貯蔵技術において、超微細磁性
制御技術が必需的に要求されているので、磁性材料の局
所的性質の研究が至急な現状である。
[0003] In particular, in recent years, in the development of information storage materials and large-capacity information storage technology, the demand for which is rapidly increasing with the development of computers and the Internet, etc., an ultra-fine magnetic control technology is inevitably required. Research on the local properties of materials is an urgent situation.

【0004】よって、局所的な領域での磁気性質を測定
できる装備、すなわち、磁気顕微鏡に対する研究が活発
に行われている。斯かる磁気顕微鏡としては、(i)光
学顕微鏡から応用され用いられている光磁気顕微鏡、
(ii)走査顕微鏡の原理を用いた磁気力顕微鏡と近接光
顕微鏡、そして、(iii) 電子顕微鏡を応用した電子走査
顕微鏡とローレンツ透過顕微鏡及び低いエネルギー電子
顕微鏡などが開発され、利用されている。
[0004] Therefore, researches on equipment capable of measuring magnetic properties in a local area, that is, a magnetic microscope, are being actively conducted. As such a magnetic microscope, (i) a magneto-optical microscope applied and used from an optical microscope,
(Ii) A magnetic force microscope and a proximity light microscope using the principle of a scanning microscope, and (iii) an electron scanning microscope, a Lorentz transmission microscope, and a low energy electron microscope that apply an electron microscope have been developed and used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、斯かる従来の
磁気顕微鏡の中で、光磁気顕微鏡を除外した他の顕微鏡
は、試料に印加できる磁場の強度に大きく制約されるの
で、磁場の強度による磁性材料の反応、すなわち、ヒス
テリシスループの測定は不可能である。
However, among the conventional magnetic microscopes, other microscopes except for the magneto-optical microscope are greatly restricted by the strength of the magnetic field that can be applied to the sample. It is not possible to measure the response of the magnetic material, ie the hysteresis loop.

【0006】ヒステリシスループとは、外部から印加さ
れる磁場の強度によって変化する磁性材料の磁化状態を
示す曲線であり、磁性材料の磁気性質を測定する最も伝
統的で代表的な測定材料中の一つである。斯かるヒステ
リシスループから保磁力と磁化逆転方式及び磁気区域形
態などの情報を得ることができる。
The hysteresis loop is a curve indicating the magnetization state of a magnetic material that changes according to the intensity of a magnetic field applied from the outside. One of the most traditional and typical measurement materials for measuring the magnetic properties of a magnetic material is One. From such a hysteresis loop, information such as a coercive force, a magnetization reversal method, and a magnetic area configuration can be obtained.

【0007】現在までは、ヒステリシスループを測定す
るために、振動磁力計や光磁気磁力計を一般的に使用し
てきた。しかし、斯かる既存の磁力計等は磁性材料の全
体領域を巨視的に測定することができるが、超微細局所
面積でのヒステリシスループの測定は不可能であった。
Until now, a vibrating magnetometer or a magneto-optical magnetometer has been generally used to measure the hysteresis loop. However, such existing magnetometers and the like can macroscopically measure the entire region of a magnetic material, but cannot measure a hysteresis loop in an ultra-fine local area.

【0008】要約すると、従来の磁気顕微鏡は超微細局
所面積での磁気性質を観察することは可能であるが、ヒ
ステリシスループの測定は不可能であった。一方、従来
の磁力計はヒステリシスループの測定は可能であるが、
超微細局所面積でのヒステリシスループの測定は不可能
であった。
[0008] In summary, a conventional magnetic microscope can observe magnetic properties in an ultra-fine local area, but cannot measure a hysteresis loop. On the other hand, the conventional magnetometer can measure the hysteresis loop,
It was not possible to measure the hysteresis loop in the hyperfine local area.

【0009】よって、本発明の目的は、従来の光磁気顕
微鏡と光磁気磁力計との機能を同時に行うことにより、
超微細局所面積のヒステリシスループを測定できる新し
い装置、すなわち、光磁気顕微鏡磁力計を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to simultaneously perform the functions of a conventional magneto-optical microscope and a magneto-optical magnetometer,
It is an object of the present invention to provide a new device capable of measuring a hysteresis loop of a hyperfine local area, that is, a magneto-optical microscope magnetometer.

【0010】本発明の他の目的は、明細書、図面、特に
特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずと明らかとな
ろう。
[0010] Other objects of the present invention will become apparent from the description of the specification, drawings, and particularly from the claims.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明は、電磁石ユニットと、光学偏光顕微鏡
と、CCDカメラユニットと、データ変換手段と、出力
手段と、磁場制御手段とを具備する、という特徴を有す
る。
In order to achieve the above object, the present invention comprises an electromagnet unit, an optical polarization microscope, a CCD camera unit, a data conversion unit, an output unit, and a magnetic field control unit. It has the feature of doing.

【0012】さらに具体的詳細に述べると、当該課題の
解決では、本発明が次に列挙する新規な特徴的構成手段
を採用することにより、前記目的を達成するよう為され
る。
More specifically, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is achieved by employing the following novel characteristic constituent means.

【0013】即ち、本発明の第1の特徴は、磁性材料に
磁場を印加させる電磁石ユニットと、前記磁性材料表面
の磁化状態を光学偏光映像信号で出力する光学偏光顕微
鏡と、前記映像信号を実時間で撮影するCCDカメラユ
ニットと、前記CCDカメラユニットによって撮影され
た映像信号の変化をヒステリシスループに変換させるデ
ータ変換手段と、前記データ変換手段によって変換され
た結果を出力する出力手段と、前記磁性材料に印加され
た磁場の強度を遠隔制御するために、前記電磁石ユニッ
トに対し制御信号を出力する磁場制御手段とを具備して
なる、光磁気顕微鏡磁力計の構成採用にある。
That is, a first feature of the present invention is that an electromagnet unit for applying a magnetic field to a magnetic material, an optical polarization microscope for outputting a magnetization state of the surface of the magnetic material as an optically polarized image signal, and an optically polarized light microscope for realizing the image signal. A CCD camera unit for photographing with time, data conversion means for converting a change in a video signal photographed by the CCD camera unit into a hysteresis loop, output means for outputting a result converted by the data conversion means, In order to remotely control the intensity of a magnetic field applied to a material, a magneto-optical microscope magnetometer includes a magnetic field control unit that outputs a control signal to the electromagnet unit.

【0014】本発明の第2の特徴は、上記本発明の第1
の特徴における前記光学偏光顕微鏡が、光源と、前記光
源から発生された光を線形偏光させる偏光器と、線形偏
光された前記光を反射させるビームスプリッターと、反
射された前記光を磁性材料の表面に集光させる対物レン
ズと、磁性材料の表面から反射された前記光を再び線形
偏光させ、光学偏光映像信号に変換させる検光器と、前
記映像信号を前記CCDカメラユニットで集光させるカ
メラレンズとを具備してなる、光磁気顕微鏡磁力計の構
成採用にある。
A second feature of the present invention is the first feature of the present invention.
Wherein the optical polarization microscope according to the characteristics of the light source, a polarizer that linearly polarizes the light generated from the light source, a beam splitter that reflects the linearly polarized light, a surface of the magnetic material that reflects the reflected light An objective lens for condensing the light, a light analyzer for linearly re-polarizing the light reflected from the surface of the magnetic material and converting the light into an optically polarized image signal, and a camera lens for condensing the image signal with the CCD camera unit And the configuration of a magneto-optical microscope magnetometer comprising:

【0015】本発明の第3の特徴は、上記本発明の第1
の特徴における前記CCDカメラユニットが、前記光学
偏光顕微鏡から出力された映像信号を増幅する画像増幅
器と、多数の光素子を含み、増幅された前記映像信号を
撮影するCCDカメラと、前記CCDカメラにより撮影
された映像信号をデジタル信号に変換する映像資料変換
器とを具備してなる、光磁気顕微鏡磁力計の構成採用に
ある。
A third feature of the present invention is the first feature of the present invention.
The CCD camera unit according to the above feature, comprising an image amplifier for amplifying a video signal output from the optical polarization microscope, a plurality of optical elements, a CCD camera for photographing the amplified video signal, and the CCD camera Another object of the present invention is to adopt a configuration of a magneto-optical microscope magnetometer including a video data converter for converting a captured video signal into a digital signal.

【0016】本発明の第4の特徴は、上記本発明の第1
の特徴における前記電磁石ユニットが、磁場を発生させ
る電磁石と、前記制御手段から出力された制御信号の入
力を受け、これに対応する電源を前記電磁石に供給する
電源供給器とを具備してなる、光磁気顕微鏡磁力計の構
成採用にある。
A fourth feature of the present invention is the first feature of the present invention.
Wherein the electromagnet unit includes an electromagnet that generates a magnetic field, and a power supply that receives an input of a control signal output from the control unit and supplies a corresponding power to the electromagnet. The configuration of the magneto-optical microscope magnetometer is adopted.

【0017】[0017]

【外2】 [Outside 2]

【0018】以上の各特徴的構成手段により、本発明の
光磁気顕微鏡磁力計にあっては、従来の光磁気磁力計で
使用されるCCDカメラの各光素子に、従来の光磁気磁
力計で使用される光増配管の機能が遂行され、これによ
り、従来の光磁気顕微鏡と光磁気磁力計との機能が同時
に遂行される。従って、光学偏光顕微鏡により観察され
る超微細局所面積でのヒステリシスループを測定するこ
とができる。
According to the above-mentioned characteristic constitution means, in the magneto-optical microscope magnetometer of the present invention, each optical element of the CCD camera used in the conventional magneto-optical magnetometer is replaced with the conventional magneto-optical magnetometer. The function of the photomultiplier used is performed, whereby the functions of the conventional magneto-optical microscope and magneto-optical magnetometer are simultaneously performed. Therefore, it is possible to measure a hysteresis loop in an ultra-fine local area observed by an optical polarization microscope.

【0019】のみならず、CCDカメラの全光素子に対
し、斯かるヒステリシスループを同時に測定することが
でき、さらに、磁性材料表面の全面積に対する保磁力の
分布も判る。
Not only this, the hysteresis loop can be measured simultaneously for all the optical elements of the CCD camera, and the distribution of the coercive force with respect to the entire surface area of the magnetic material can be found.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明による望ましい実施
形態例を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0021】図1は、本発明の実施形態例に係る光磁気
顕微鏡磁力計の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a magneto-optical microscope magnetometer according to an embodiment of the present invention.

【0022】図1を参照すると、光磁気顕微鏡磁力計
は、磁性材料117´に磁場を印加させる電磁石ユニッ
ト130と、磁性材料117´の表面の磁化状態を光学
偏光映像信号として出力する光学偏光顕微鏡110と、
光学偏光顕微鏡110を介して観察された映像信号を実
時間で撮影するCCDカメラユニット120と、CCD
カメラユニット120により撮影された映像信号の変化
をヒステリシスループに変換させるデータ変換手段14
0と、データ変換手段140により変換された結果、す
なわち、ヒステリシスループを出力する出力手段150
と、CCDカメラユニット120で撮影された映像信号
を貯蔵するデータ貯蔵手段170と、磁性材料117´
に印加される磁場の強度を遠隔制御するために、電磁石
ユニット130に対し制御信号を出力する磁場制御手段
160と、を含んで構成される。
Referring to FIG. 1, a magneto-optical microscope magnetometer includes an electromagnet unit 130 for applying a magnetic field to a magnetic material 117 ', and an optical polarization microscope for outputting the magnetization state of the surface of the magnetic material 117' as an optical polarization image signal. 110,
A CCD camera unit 120 for capturing a video signal observed through the optical polarization microscope 110 in real time;
Data conversion means 14 for converting a change in a video signal captured by camera unit 120 into a hysteresis loop
0 and an output means 150 for outputting a result converted by the data conversion means 140, that is, a hysteresis loop.
A data storage unit 170 for storing a video signal captured by the CCD camera unit 120; and a magnetic material 117 '
And a magnetic field control means 160 for outputting a control signal to the electromagnet unit 130 in order to remotely control the intensity of the magnetic field applied to the magnetic field.

【0023】光学偏光顕微鏡110は、100[W]の
水銀灯からなる光源111と、0.01%の消光率を有
する板型偏光器からなる偏光器114及び検光器115
と、ビームスプリッター116と、0.95のしぼり数
と0.3μmの空間分解能を有する対物レンズ112
と、磁性材料117´が置かれる試料支持台117と、
カメラレンズ113と、を含んで構成される。
The optical polarization microscope 110 includes a light source 111 composed of a 100 [W] mercury lamp, a polarizer 114 composed of a plate-type polarizer having an extinction ratio of 0.01%, and an analyzer 115.
, A beam splitter 116, and an objective lens 112 having an aperture of 0.95 and a spatial resolution of 0.3 μm.
A sample support 117 on which the magnetic material 117 'is placed;
And a camera lens 113.

【0024】光源111から発生された光は、偏光器1
14を通って線形偏光状態になり、ビームスプリッター
116によって垂直に反射される。反射された光は、対
物レンズ112を通って磁性材料117´の表面に集光
される。
The light generated by the light source 111 is
It becomes a linear polarization state through 14 and is vertically reflected by the beam splitter 116. The reflected light passes through the objective lens 112 and is focused on the surface of the magnetic material 117 '.

【0025】磁性材料117´の表面より反射された光
は、再び対物レンズ112を通ってビームスプリッター
116を透過して検光器115に到達する。検光器11
5に到達した光は、光学偏光映像信号、すなわち、光の
明暗信号に変換され、カメラレンズ113を介してCC
Dカメラユニット120に集光される。
The light reflected from the surface of the magnetic material 117 'passes through the objective lens 112 again, passes through the beam splitter 116, and reaches the analyzer 115. Analyzer 11
5 is converted into an optically polarized video signal, that is, a light / dark signal of the light, and transmitted through the camera lens 113 to the CC.
The light is focused on the D camera unit 120.

【0026】偏光器114で線形偏光された光が検光器
115で光の明暗信号に変わる理由は、光磁気効果によ
るものである。これを具体的に説明すると次のようにな
る。
The reason why the light linearly polarized by the polarizer 114 is converted to a light / dark signal of the light by the analyzer 115 is due to the magneto-optical effect. This is specifically described as follows.

【0027】光磁気効果とは、磁性材料から反射された
光が磁化された磁性材料の影響により、その偏光状態が
変わる現象を言う。一般に、線形偏光された光が磁性材
料により反射された時には、斯かる光磁気効果のため、
その偏光軸がカー回転角だけ回転する。
The magneto-optical effect refers to a phenomenon in which light reflected from a magnetic material changes its polarization state under the influence of a magnetized magnetic material. Generally, when linearly polarized light is reflected by a magnetic material, due to such magneto-optical effects,
The polarization axis rotates by the Kerr rotation angle.

【0028】従って、偏光器114を通過して線形偏光
状態で磁性材料117´に入射された光は、磁性材料1
17´の超微細局所面積の磁化状態によってその線形偏
光軸が回転することになり、このように回転された線形
偏光軸を有する光が再び検光器115により線形偏光に
なると、光の明暗が生じる。結局、光学偏光顕微鏡11
0から出力される映像の明暗を介して、磁性材料117
´表面の磁化状態が観察できるようになる。
Accordingly, the light that has passed through the polarizer 114 and entered the magnetic material 117 'in a linearly polarized state is
The magnetization state of the 17 ′ hyperfine local area causes the linear polarization axis to rotate. When the light having the rotated linear polarization axis becomes linearly polarized again by the analyzer 115, the brightness of the light changes. Occurs. After all, the optical polarization microscope 11
0 through the light and dark of the image output from the magnetic material 117.
'The magnetization state of the surface can be observed.

【0029】CCDカメラユニット120は、1万倍以
上の増幅が可能な画像増幅器121と、640×480
個の光素子を含むCCDカメラ122と、256準位の
デジタル値に変換させる映像資料変換器123と、を含
んで構成される。
The CCD camera unit 120 includes an image amplifier 121 capable of amplifying by 10,000 times or more, and 640 × 480.
It comprises a CCD camera 122 including a plurality of optical elements and a video data converter 123 for converting into a 256-level digital value.

【0030】光学偏光顕微鏡120から入る光学偏光映
像信号は、画像増幅器121によって光の強度が増幅さ
れ、該増幅された映像信号がCCDカメラ122によっ
て実時間で撮影される。CCDカメラ122によって撮
影された映像信号は、映像資料変換器123によりデジ
タル信号に変わる。斯かるデジタル信号は、データ貯蔵
手段170に貯蔵される。
The light intensity of the optically polarized video signal input from the optically polarized light microscope 120 is amplified by the image amplifier 121, and the amplified video signal is photographed in real time by the CCD camera 122. The video signal captured by the CCD camera 122 is converted into a digital signal by the video material converter 123. Such a digital signal is stored in the data storage unit 170.

【0031】CCDカメラ122は、規則的な位置に配
列されている微少な光素子から各々映像信号の光の強度
を測定し、測定された光の強度を各々該当位置の面積に
明暗で代入することにより、肉眼で見ることのできる映
像を作り出す方式をその撮影原理とする。
The CCD camera 122 measures the light intensity of the video signal from the minute optical elements arranged at regular positions, and substitutes the measured light intensity into the area of the corresponding position in light or dark. The method of producing a video which can be seen with the naked eye by this means is the photographing principle.

【0032】電磁石ユニット130は、磁場を発生させ
る電磁石131と、制御手段160から出力された制御
信号の入力を受け、これに対応する電源を電磁石131
に供給する電源供給器132と、を含んで構成される。
The electromagnet unit 130 receives an input of an electromagnet 131 for generating a magnetic field and a control signal output from the control means 160, and supplies a corresponding power supply to the electromagnet 131.
And a power supply 132 for supplying power to the power supply.

【0033】ここで、電磁石131は、水冷式冷却方式
により冷却され、試料支持台117の下部に位置する。
電磁石131を介して磁性材料117´に±5KOeの
磁場を印加することができる。
Here, the electromagnet 131 is cooled by a water-cooling type cooling system, and is located below the sample support 117.
A magnetic field of ± 5 KOe can be applied to the magnetic material 117 'via the electromagnet 131.

【0034】[0034]

【外3】 [Outside 3]

【0035】前記数式(1)及び(2)で、IはCCD
カメラ122の1つの光素子で測定された光の強度、I
0 はCCDカメラ122の該当光素子の光強度補償値、
Cはカー回転角比例定数、αは光学偏光顕微鏡の対物レ
ンズ112で発生するファラデー定数、Δθは偏光器1
14と検光器115との偏光角、θ は磁性材料11
7´が飽和磁化された状態のカー回転角、Hは磁税材料
117´に印加される磁場の強度を示す。
In the equations (1) and (2), I is a CCD
The intensity of light measured at one optical element of the camera 122, I
0 is the light intensity compensation value of the corresponding optical element of the CCD camera 122,
C is a Kerr rotation proportional constant, α is a Faraday constant generated by the objective lens 112 of the optical polarization microscope, and Δθ is a polarizer 1
The polarization angle between θ 14 and the analyzer 115, θ M is the magnetic material 11
7 'is a Kerr rotation angle in a state where the magnetization is saturated, and H indicates the intensity of the magnetic field applied to the magnetic material 117'.

【0036】図2乃至図5は、それぞれ、図1の光磁気
顕微鏡磁力計で測定された分析結果を説明するための図
である。
FIGS. 2 to 5 are diagrams for explaining the analysis results measured by the magneto-optical microscope magnetometer of FIG.

【0037】ここで、図2は、図1の磁性材料117´
に印加される磁場の強度(H)によるCCDカメラ12
2の1個の光素子より測定された光の強度(I)の変化
を実時間にて測定して示したグラフであり、図3は、図
2の測定結果を数式(1)及び数式(2)を使用してデ
ータ変換手段140で変換させることにより得られた超
微細局所面積のヒステリシスループである。
Here, FIG. 2 shows the magnetic material 117 'of FIG.
CCD camera 12 based on the intensity (H) of the magnetic field applied to
2 is a graph showing the change in light intensity (I) measured from one optical element in real time, and FIG. 3 shows the measurement results of FIG. This is a hyperfine local area hysteresis loop obtained by conversion by the data conversion means 140 using 2).

【0038】一方、斯かるヒステリシスループから超微
細局所面積の保磁力を求めることができるが、(2Å
Co/11Å Pd)20 試料より測定された超微細局
所面積の保磁力の分布を、図4にグラフで図示した。
On the other hand, the coercive force of the hyperfine local area can be obtained from the hysteresis loop.
Co / 11 保 Pd) The distribution of the coercive force of the ultrafine local area measured from the 20 samples is graphically shown in FIG.

【0039】図4を参照すると、保磁力分布が数学的ガ
ウシアン関数の形態と良く一致していることが判る。斯
かる保磁力分布は古典的ヒステリシスループ解析法であ
るプリサク理論(Priesach theory )に有用に用いられ
る資料であり、また磁化逆転に関する磁性材料の構造的
不均一性に対する情報を提供する。
Referring to FIG. 4, it can be seen that the coercivity distribution matches well with the form of the mathematical Gaussian function. Such a coercive force distribution is a useful data for the Priesach theory, which is a classical hysteresis loop analysis method, and provides information on the structural inhomogeneity of a magnetic material with respect to magnetization reversal.

【0040】図5は、図4の保磁力の分布が空間的に均
一か不均一かが用意に判るように、超微細局所面積の保
磁力の大きさを、試料の全体面積に対し明暗により区分
した空間的分布を示した図である。
FIG. 5 shows that the magnitude of the coercive force of the ultrafine local area is determined by comparing the coercive force of the sample with the entire area of the sample so that the distribution of the coercive force of FIG. It is the figure which showed the divided spatial distribution.

【0041】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は、必ずしも上述した手段にのみ限定され
るものではなく、本発明にいう目的を達成し、後述する
効果を有する範囲内において、適宜、変更実施すること
が可能なものである。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not necessarily limited to the above-described means, but may achieve the object of the present invention and have the effects described below. It can be changed and implemented as appropriate.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上にて説明したとおり、本発明によれ
ば、従来の光磁気磁力計で用いられたCCDカメラの各
光素子に従来の光磁気磁力計で用いられた光増配管の機
能を行うことにより、従来の光磁気顕微鏡と光磁気磁力
計の機能が同時に遂行される。よって、光学偏光顕微鏡
により観察された超微細局所面積でのヒステリシスルー
プを測定することができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, each optical element of the CCD camera used in the conventional magneto-optical magnetometer is replaced by the function of the photomultiplier pipe used in the conventional magneto-optical magnetometer. , The functions of the conventional magneto-optical microscope and magneto-optical magnetometer are simultaneously performed. Therefore, there is an effect that the hysteresis loop in the ultra-fine local area observed by the optical polarization microscope can be measured.

【0043】のみならず、CCDカメラの全光素子に対
し、斯かるヒステリシスループを同時に測定でき、さら
に、磁性材料表面の全面積に対する保磁力の分布も分か
るという効果もある。
Not only that, the hysteresis loop can be measured simultaneously for all the optical elements of the CCD camera, and the distribution of the coercive force with respect to the entire area of the surface of the magnetic material can be obtained.

【0044】また、本発明は、最近活発に研究が行われ
ている超高集積先端素子の微視的磁気性質の検証を可能
にするので、産業製品の磁気的特性分析及び最適化、そ
して定量検査などが可能になり、磁気的安定性及び信頼
性が向上するようになる。
The present invention also enables the verification of the microscopic magnetic properties of ultra-high-integration advanced devices, which have been actively studied recently, so that the magnetic characteristics of industrial products can be analyzed, optimized, and quantified. Inspection becomes possible, and magnetic stability and reliability are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態例に係る光磁気顕微鏡磁力計
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a magneto-optical microscope magnetometer according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の光磁気顕微鏡磁力計で測定された分析結
果を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an analysis result measured by a magneto-optical microscope magnetometer in FIG. 1;

【図3】図1の光磁気顕微鏡磁力計で測定された分析結
果を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an analysis result measured by the magneto-optical microscope magnetometer of FIG. 1;

【図4】図1の光磁気顕微鏡磁力計で測定された分析結
果を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an analysis result measured by the magneto-optical microscope magnetometer of FIG. 1;

【図5】図1の光磁気顕微鏡磁力計で測定された分析結
果を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining an analysis result measured by the magneto-optical microscope magnetometer of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110…光学偏光顕微鏡 111…光源 112…対物レンズ 113…カメラレンズ 114…偏光器 115…検光器 116…ビームスプリッター 117…試料支持台 117´…磁性材料 120…CCDカメラユニット 121…画像増幅器 122…CCDカメラ 123…映像資料変換器 130…電磁石ユニット 131…電磁石 132…電源供給器 140…データ変換手段 150…出力手段 160…磁場制御手段 170…データ貯蔵手段 Reference Signs List 110 optical polarization microscope 111 light source 112 objective lens 113 camera lens 114 polarizer 115 analyzer 116 beam splitter 117 sample support 117 ′ magnetic material 120 CCD camera unit 121 image amplifier 122 CCD camera 123 ... Video data converter 130 ... Electromagnet unit 131 ... Electromagnet 132 ... Power supply 140 ... Data conversion means 150 ... Output means 160 ... Magnetic field control means 170 ... Data storage means

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Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】磁性材料に磁場を印加させる電磁石ユニッ
トと、 前記磁性材料表面の磁化状態を光学偏光映像信号で出力
する光学偏光顕微鏡と、 前記映像信号を実時間で撮影するCCDカメラユニット
と、 前記CCDカメラユニットによって撮影された映像信号
の変化をヒステリシスループに変換させるデータ変換手
段と、 前記データ変換手段によって変換された結果を出力する
出力手段と、 前記磁性材料に印加された磁場の強度を遠隔制御するた
めに、前記電磁石ユニットに対し制御信号を出力する磁
場制御手段と、を具備する、 ことを特徴とする光磁気顕微鏡磁力計。
1. An electromagnet unit for applying a magnetic field to a magnetic material, an optical polarization microscope for outputting a magnetization state of the surface of the magnetic material as an optical polarization video signal, and a CCD camera unit for capturing the video signal in real time; Data conversion means for converting a change in a video signal photographed by the CCD camera unit into a hysteresis loop; output means for outputting a result converted by the data conversion means; and an intensity of a magnetic field applied to the magnetic material. And a magnetic field control means for outputting a control signal to the electromagnet unit for remote control, comprising: a magneto-optical microscope magnetometer.
【請求項2】前記光学偏光顕微鏡は、 光源と、 前記光源から発生された光を線形偏光させる偏光器と、 線形偏光された前記光を反射させるビームスプリッター
と、 反射された前記光を磁性材料の表面に集光させる対物レ
ンズと、 磁性材料の表面から反射された前記光を再び線形偏光さ
せ、光学偏光映像信号に変換させる検光器と、 前記映像信号を前記CCDカメラユニットで集光させる
カメラレンズと、を具備する、 ことを特徴とする請求項1に記載の光磁気顕微鏡磁力
計。
2. An optical polarization microscope, comprising: a light source; a polarizer for linearly polarizing light generated from the light source; a beam splitter for reflecting the linearly polarized light; and a magnetic material for reflecting the reflected light. An objective lens for condensing the light reflected from the surface of the magnetic material; an analyzer for linearly polarizing the light reflected from the surface of the magnetic material again to convert the light into an optically polarized image signal; and condensing the image signal with the CCD camera unit. The magneto-optical microscope magnetometer according to claim 1, comprising: a camera lens.
【請求項3】前記CCDカメラユニットは、 前記光学偏光顕微鏡から出力された映像信号を増幅する
画像増幅器と、 多数の光素子を含み、増幅された前記映像信号を撮影す
るCCDカメラと、 前記CCDカメラにより撮影された映像信号をデジタル
信号に変換する映像資料変換器と、を具備する、 ことを特徴とする請求項1に記載の光磁気顕微鏡磁力
計。
3. The CCD camera unit includes: an image amplifier that amplifies a video signal output from the optical polarization microscope; a CCD camera that includes a number of optical elements, and captures the amplified video signal; The magneto-optical microscope magnetometer according to claim 1, further comprising: a video data converter that converts a video signal captured by a camera into a digital signal.
【請求項4】前記電磁石ユニットは、 磁場を発生させる電磁石と、 前記制御手段から出力された制御信号の入力を受け、こ
れに対応する電源を前記電磁石に供給する電源供給器
と、を具備する、 ことを特徴とする請求項1に記載の光磁気顕微鏡磁力
計。
4. The electromagnet unit includes: an electromagnet that generates a magnetic field; and a power supply that receives a control signal output from the control unit and supplies power corresponding to the input to the electromagnet. The magneto-optical microscope magnetometer according to claim 1, wherein:
【請求項5】 【外1】 (5)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021081475A (en) * 2019-11-14 2021-05-27 日本放送協会 Domain wall moving type spatial light modulator inspection device and initialization magnetic field derivation device of domain wall moving type spatial light modulator
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