JP3921414B2

JP3921414B2 - 磁性体の特性評価装置及びその特性評価方法

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Publication number: JP3921414B2
Application number: JP2002142370A
Authority: JP
Inventors: 智一島倉; 鈴木　　寛
Original assignee: 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2007-05-30
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性体の特性評価装置及びその評価方法に関する。特に、磁性体として磁気抵抗効果素子の特性を評価する評価装置及びその評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置の高密度化に伴い、媒体に記録される磁気記録領域の幅、即ちトラック幅の狭小化が進んでいる。このため、磁気抵抗効果素子などの磁気ヘッド再生素子におけるトラック幅及びその感度分布（磁界強度の分布）を評価することが、重要になってきている。
【０００３】
従来、磁気抵抗効果素子におけるトラック幅の見積もりや感度分布の測定は、狭トラックで記録された媒体からの信号を磁気ヘッド再生素子でオフトラックさせて、磁気ヘッド再生素子素子の出力信号を検出することにより行われている。また、磁気抵抗効果素子全体に磁界をかけて、ヒステリシス特性を調べることにより、磁気抵抗効果素子の磁気特性を評価する手法もなされている。
【０００４】
特開２０００−２０９２９号公報には、磁気力顕微鏡を応用した磁気ヘッドの感度分布の測定手段が開示されている。この装置では、磁性を帯びたプローブを磁気ヘッドの上で振動させながら走査し、磁気抵抗効果素子の電気信号の変化から再生感度分布を測定している。プローブの振動磁場によって引き起こされる振動電流を検出しているため、ノイズ除去が比較的容易にできる。また、先端のとがったプローブを用いているので、空間分解能が高いという利点もある。更に、この装置では、磁気ヘッドを機械的に移動させる必要がないので、実際の記録媒体を用いて特性を評価していた場合に生じていた機構系誤差の影響が少ないという特徴がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−２０９２９号公報に記載の手法では、プローブを磁気ヘッド摺動面から一定距離だけ離した位置で振動させているため、得られる感度分布情報は相対値であるため、絶対値では無い。また、特開２０００−２０９２９号公報には、相対値を絶対値に更正するための適当な方法も開示されていないので、再生ヘッドの感度分布の定性的な評価はできるが、定量的な評価はできないという問題があった。
また、プローブの磁化状態が外部磁界で乱されて測定のたびに変化したり、また個々のプローブによっても磁化状態は異なっているために、測定される再生感度分布形状が時々で変化してしまい、再現性が得られないという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて、磁性体の被測定面から任意の位置における磁性体の定量的な磁界強度を測定できる特性評価装置及びその製造方法を提供することを目的として提案されたものである。また、本発明は、プローブの磁界分布に依存することなく、磁性体の定量的な再生磁界強度を測定でき、磁性体の微細な領域における磁気特性を調べることが可能な特性評価装置及びその製造方法を提供することを目的として提案されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る磁性体の特性評価装置では、被測定対象である磁性体に対して電流を印可する。同時に、磁性体に対して磁界を印可し、印可磁界に対する電流変化を測定する。磁界の印可は、測定試料の被測定面上で、先端部に磁性体を有する探針（プローブを走査することにより行うが、他に適当な磁界の印可手段があれば、それを用いても良い。
【０００８】
本願発明に係る磁性体の特性評価装置の一特徴は、磁性体に対して磁界を印可する際に、第１および第２の２つのモードで磁界を印可し、得られた電流変化から測定対象物の磁界分布の絶対値を得る点にある。第１のモードでは、プローブの振動する先端部が被測定面に対して接触するように、プローブを適当な距離だけ被測定面から離して振動させた状態で振動磁界を印可する。つまり、プローブの先端部が被測定面を叩くような形でプローブを振動させることにより、振動磁界を印可する。第２のモードでは、プローブ先端部が被測定面に対して接触を保ったまま、プローブを走査することにより測定試料に磁界を印可する。第１のモード、第２のモードで印可された磁界に対する、試料に流した電流の波形変化（便宜上、第１の電流波形、第２の電流波形とする）を測定し、第２の電流波形から第１の電流波形を差し引くことにより、測定試料の磁界分布の絶対値を得る（この測定原理については、実施例で詳細に説明する）。
【０００９】
以上の手法を用いた、本発明に係る磁性体の特性評価装置及びその特性評価方法によれば、プローブの振動振幅の大きさを適宜調整することで、磁性体の被測定面から任意の位置における磁性体の磁界強度を定量的に求めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明を適用するのに望ましい磁性体の特性評価装置（以下、単に装置と述べる。）による特性評価方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施例では、特性評価のための磁性体試料として磁気抵抗効果素子を用いている。
【００１１】
図１には、本発明に係る装置の構成例を示した。１はプローブであり、先端に磁性材料を有している。２は特性を評価する磁性体試料であり、図示されていないが試料台の上に載っている。３はプローブに所望の振動を加えるためのピエゾ素子である。図示されていないが、ピエゾ素子は、アーム等の支持手段によって支えられており、素子の被測定面を走査することができるようになっている。また、上記の支持手段によって、プローブと素子との距離を所定の大きさに保つようになっている。
【００１２】
プローブ１を、磁気抵抗効果素子２の被測定面に対して走査することにより、プローブから磁性体試料に外部磁界を印可する。プローブを振動させることにより、試料に交流磁界を印可することが可能である。４はレーザー光源、５は光検出器、７は光検出器の出力信号からプローブの変位を計算する変位検出器、１０はピエゾ素子の駆動を制御するコントローラである。試料とプローブ先端部間との距離の微調整は、プローブの振動振幅を制御することによって行われる。従って、光源、光検出器、変位検出器、コントローラでプローブ先端部と試料間の距離制御手段を構成することになる。
【００１３】
レーザー光源４から出たレーザー光は、プローブ１の先端で反射して光検出器５に入射する。変位検出器７により、プローブ１の変位量が測定される。測定された変位量は、コントローラ１０にフィードバックされ、コントローラ１０は、得られた変位量を基に、プローブ１がほぼ一定の振幅で振動するようにピエゾ素子３の駆動電圧をコントロールしている。本実施例では、プローブの振動振幅を制御するために、プローブの振動を光学的に検出しているが、プローブと試料の間に流れるトンネル電流を検出するなど、他の手段を用いてプローブの振動振幅を制御しても良い。
【００１４】
磁性体試料２には、電源６を用いてセンス電流を流しておく。プローブの先端部には磁性体が備えられており、また磁性体試料２は磁気抵抗効果素子であるため、磁性体試料２の抵抗は、プローブ１の先端から印加される磁界によって変化する。磁性体試料からの走査信号はロックインアンプ９に入力される。本実施例では、ロックインアンプ９を用いて、磁気抵抗効果素子の抵抗変化を電圧変化として読みとっているが、テスター等、他の測定手段を用いても別段支障はない。
【００１５】
ロックインアンプの参照信号としては、周波数発生器８で発生するピエゾの駆動電圧を用いる。つまり、磁気抵抗効果素子２からの走査信号をロックインアンプ９で周波数発生器８からの振動数と同期させすることにより、走査信号からプローブの振動振幅に等しい成分だけを抽出する。従って、ロックインアンプ９の出力は、プローブ１の先端が磁気抵抗効果素子２の被測定面から最も離れたときと、プローブ１の先端が磁性体試料２の被測定面（走査面）に最も接近したときの、磁気抵抗効果素子２の出力の差の積分値となる。
【００１６】
図２には、磁性体の感度測定手順のフローチャートを示した。まず、プローブ１を、磁気抵抗効果素子２の被測定面に対して垂直方向に振動させながら走査し、プローブ１から検出される第１の走査信号と磁気抵抗効果素子２から検出される第１の電流信号とから、磁気抵抗効果素子２の第１の磁界強度を求めるステップ１０１を行う。第１の磁界強度を求めるステップ１０１では、まず、プローブ１を、周波数発生器８による一定の振動数で振動させながら、プローブ１を走査する手段であるピエゾ素子３を用いて、磁気抵抗効果素子２の被測定面を叩いて走査する。この走査方法を、以下では振動モードと呼ぶ。なお、振動モードにおいては、センス電流としては交流電流を流しておき、ロックインアンプではその波形を観測する。
【００１７】
図３に、振動モードで得られるロックインアンプの信号の模式図を示す。図３は、磁気抵抗効果素子２の磁界強度分布の断面図である。図３では、振動モードで、プローブの振動振幅が10nmである場合について説明する。接触モードで、振動振幅が10nmであるから、振動しているプローブ１の先端と磁気抵抗効果素子２の被測定面との間隔の最大値は10nmということになる。
【００１８】
図３に示された２つの曲線は、プローブ１の先端と磁気抵抗効果素子２の被測定面との間隔（以下、単に間隔と称する。）が10nm離れたときの磁気抵抗効果素子２からの走査信号をロックインアンプ９で検出した電流信号と、間隔が0nmのときの電流信号とを意味している。磁性体試料２からの走査電流は、実際にはプローブ１の振動に合わせて図３の斜線部分で振動しているが、簡単のため包絡線で示してある。つまり、図３の斜線部分は、振動モードにおけるロックインアンプ９の出力量に当たる。振動モードにおけるロックインアンプ９の出力とプローブ１の走査信号とを合わせることにより、間隔10nmでの磁気抵抗効果素子２の出力と、間隔0nmでの磁気抵抗効果素子との出力との差による再生磁界強度（以下、第１の磁界強度と称する。）が得られる。得られた第１の磁界強度の分布を、記憶手段１１に蓄えておく。
【００１９】
次に、プローブ１を、磁気抵抗効果素子２の被測定面に対して接触させながら走査し、プローブ１から検出される第２の走査信号と、磁気抵抗効果素子２から検出される第２の電流信号とから、磁気抵抗効果素子２の第２の磁界強度を求めるステップ１０２を行う。
【００２０】
第２の磁界強度を求めるステップ１０２では、ピエゾ３を用いて、プローブ１を磁気抵抗効果素子２の被測定面に接触させた状態で走査する。つまり、プローブ１を振動させずに走査する。この走査方法を、以下では接触モードと呼ぶ。
【００２１】
磁気抵抗効果素子２からの信号は、ロックインアンプ９に入力される。接触モードのときには、ロックインアンプ９をローパスフィルタとして用いることにより、磁気抵抗効果素子２からの電流信号のうち直流成分のみ取り出す。なお、振動モードであるときには、ロックインアンプ９をバンドパスフィルタとして用いる。
【００２２】
接触モードにおける磁気抵抗効果素子２からの電流信号は、図４に示す特性図の斜線部分にあたる。図４では、比較のため、振動モードにおける間隔10nmでの包絡線も示してあるが、実際に検出される信号は、図４で"高さ０ｎｍ"と示してある方の曲線である。接触モードにおけるロックインアンプ９の出力とプローブ１の走査信号と合わせることにより、間隔が0nmにおける磁気抵抗効果素子２の出力の再生磁界強度（以下、第２の磁界強度と称する。）が得られる。得られた第２の磁界強度の分布を記憶手段１１に蓄えておく。
【００２３】
さて、ここで我々が測定しようとしている値は、磁性体試料からの距離が10nmの時の磁界強度の空間分布である。物理的には、磁性体試料からの距離が無限遠点から距離10nmまでの磁界の積分値に相当する。図３でいうと、"１０ｎｍ"と表示された包絡線の下部の空白部分に相当する。この部分を直接求めるためには、磁性体試料の被測定面からの距離が10nmの位置で、振幅無限大でプローブを振動させればよいが、現実には不可能である。そこで発想を転換し、図４に示すように、接触モードで走査電流を測定しておき、振動モードで測定される図３の走査電流を引くことにより、図３の空白部分に相当する走査電流を算出する。つまり、測定の基準点を無限遠から距離０に変えて行い、データの解析過程で、元に戻すという思想が本発明の原理である。
【００２４】
この解析過程を、図２，図５を用いて詳述する。図２のステップ１０３では、第１の磁界強度と第２の磁界強度とを演算処理し、磁気抵抗効果素子２の被測定面からプローブ１の振幅の大きさ10nmだけ離れた位置における、磁気抵抗効果素子２の磁界強度の分布B₁₀(x,y)を求める計算を行っている。ステップ１０３では、B₁₀(x,y)を、演算処理手段１２を用いて下記数１に従い演算することにより求める。なお、数１において、プローブ１の振幅10nmにおける振動モードで取得した再生磁界強度の分布、即ち図３に示される第１の磁界強度の分布をA₁₀（x、y)とし、接触モードで取得した再生磁界強度の分布、即ち図４に示される第２の磁界強度の分布をB₀(x,y)としている。また、数１において、x,yは、測定面の座標を表す。
【００２５】
【数１】

【００２６】
以上のようにして、磁気抵抗効果素子２の磁界強度の分布B₁₀(x,y)が求められる。ここで、B₁₀(x,y)を図５に示す。また、得られた再生磁界強度の分布B₁₀(x,y)を記憶手段１１に蓄えておく。
【００２７】
上述のステップ１０１〜１０３によれば、磁気抵抗効果素子２の被測定面からプローブ１の振幅の大きさ10nmだけ離れた位置、即ちプローブ１と磁気抵抗効果素子２との任意の間隔における磁気抵抗効果素子２の磁界強度を求めることができる。なお、一例として、非測定面から10nmの位置における磁気抵抗効果素子２の磁界強度の分布を図６に示す。
【００２８】
さらに、本発明を適用した磁気抵抗効果素子２の特性評価方法は、プローブ１の漏洩磁界強度を測定するステップ１０４と、プローブ１の振幅の大きさだけ離れた位置における磁気抵抗効果素子２の磁界強度から、プローブ１の漏洩磁界強度を除去する演算処理としてラプラス変換及び逆ラプラス変換を行い、プローブ１の漏洩磁界強度を除去した磁気抵抗効果素子２の磁界強度を求めるステップ１０５とを備えている。
【００２９】
ステップ１０４では、プローブ１から漏洩している磁界強度の分布を定量的に測定する。例えば、電子線を用いたトモグラフィ法を使えば、高空間分解能で空間に漏洩している磁界を測定することができる。これにより、プローブ１による磁気抵抗効果素子２に対する印加磁界が、定量的に分かる。得られたプローブ１の漏洩磁界強度を記憶手段１１に蓄えておく。なお、一例として、磁気抵抗効果素子２に印加された磁界、即ちプローブ１の漏洩磁界強度の分布を図７に示す。
【００３０】
ステップ１０５では、プローブ１の漏洩磁界強度を除去した磁気抵抗効果素子２の磁界強度を求めるために、演算処理手段１２を用いて以下の演算処理を施す。被測定面から10nmに位置おける磁気抵抗効果素子２の磁界強度の分布（図６に示す磁界分布）は、プローブ１の漏洩磁界強度（図７に示す磁界分布）に対して反応した結果である。そこで、以下の演算処理により、プローブ１の印加磁界によらない磁気抵抗効果素子２そのものの再生磁界強度の分布を求めるのである。
【００３１】
ここで、図６に示すような、被測定面から10nmに位置おける磁気抵抗効果素子２の磁界強度、即ちステップ１０３にて実測された磁界強度の分布をｒ(x、y)とする。また、図７に示すような、プローブ１の漏洩磁界強度の分布、即ちステップ１０４にて実測された磁界強度の分布をp(x、y)とする。さらにまた、図８に示すような、プローブ１の漏洩磁界強度の影響を除いた磁気抵抗効果素子２の再生磁界強度の分布をq(x、y)とする。このとき、これらに以下の関係が成立する。
【００３２】
【数２】

【００３３】
本実施形態の場合、ステップ１０４においてp(x、y)が測定され、ステップ１０３においてr(x、y)が測定されているので、上記数２を用いて計算することにより、q(x、y)が算出される。
【００３４】
ここで、p(x、y)、q(x、y)、r(x、y)それぞれをラプラス変換したものをｐ’、ｑ’、ｒ’とすると、下記数３に示す関係が成り立つ。そして、下記数３に示す関係式をｑ’について解き、逆ラプラス変換をすることにより、q(x,y)が得られる。
【００３５】
【数３】

【００３６】
例えば、プローブ１の漏洩磁界強度を磁気抵抗効果素子２が印加され、被測定面から10nmの位置における磁気抵抗効果素子２の磁界強度が測定されたとき、数２、数３をもとに計算すると、図８に示されるような、プローブ１の印加磁界分布を除いた磁気抵抗効果素子２の再生磁界強度の分布が得られた。
【００３７】
磁気抵抗効果素子２の被測定面からプローブの振幅の大きさだけ離れた任意の位置における磁気抵抗効果素子２の再生磁界強度が得られるということは、プローブ１の磁気抵抗効果素子２に対する印加磁界の強度を変えたときの磁気抵抗効果素子２再生磁界強度を測定していることと同じである。
【００３８】
したがって、注目する位置の磁気抵抗効果素子２磁界強度と、プローブ１の印加磁界との関係を調べれば、図９に示すような、局所的な抵抗磁界曲線を得ることができる。なお、印加磁界が負側の抵抗磁界曲線を得るには、プローブ１を逆向きに磁化する、又は前もって逆向きに磁化されたプローブ１を用いれば良い。これにより、磁気抵抗効果素子２の抵抗変化率やヒステリシス、非対称性などの磁気的な特性を調べることができる。
【００３９】
また、定量化された磁気抵抗効果素子２の再生磁界強度から、正確な再生トラック幅や周波数特性に影響を与える分解能、再生波形ピークの半値幅（PW50）といった、種々の磁気抵抗効果素子２の特性も同時に得られる。
【００４０】
（実施例２）
図２に示したフローチャートのステップ１０５では、数２及び数３を用いることにより図８に示すプローブ１の漏洩磁界の影響を除いた磁気抵抗効果素子２の再生磁界強度を求めたが、図１０に示すフローチャートに従い、別のアルゴリズムを用いて、プローブ１の漏洩磁界の影響を除いた磁気抵抗効果素子２の再生磁界強度を測定してもよい。
【００４１】
以下、別のアルゴリズムを用いて、プローブ１の漏洩磁界の影響を除いた磁気抵抗効果素子２の再生磁界強度を測定する場合について説明する。
【００４２】
まず、磁気抵抗効果素子２の第１の磁界強度を求めるステップ２０１を、上述したステップ１０１と同様にして行う。
次に、磁気抵抗効果素子２の第２の磁界強度を求めるステップ２０２を、上述したステップ１０２と同様にして行う。
【００４３】
次に、磁気抵抗効果素子２の被測定面からプローブ１の振幅の大きさ10nmだけ離れた位置における、磁気抵抗効果素子２の磁界強度を求めるステップ２０３を、上述したステップ１０３と同様にして行う。
【００４４】
次に、プローブ１の漏洩磁界強度を測定するステップ２０４を、上述したステップ１０４と同様にして行う。
【００４５】
次に、被測定面からプローブ１の振幅の大きさ10nmだけ離れた位置における、磁気抵抗効果素子２の磁界強度（ステップ２０３にて測定した磁界強度）から予想される、プローブ１の印加磁界の影響を除いた磁気抵抗効果素子２の再生磁界強度の初期値（以下、予測値Ｂと称する。）を算出するステップ２０５を行う。
【００４６】
次に、演算処理手段１２を用いて、ステップ２０５で設定した予測値Ｂに基づき、被測定面からプローブ１の振幅の大きさ10nmだけ離れた位置における磁気抵抗効果素子２の磁界強度の予測値（以下、予測値Ｂ’と称する。）を、上記数１から算出するステップ２０６を行う。
【００４７】
次に、ステップ２０６で設定した予測値Ｂ’と、ステップ２０３にて測定した磁界強度との残差を求めるステップ２０７を行う。
【００４８】
次に、ステップ２０７で求められた残差と、ユーザーの設定した設定値とを比較し、残差が設定値を越えるか越えないかを判断するステップ２０８を行う。
【００４９】
ここで、残差が設定値以下である場合、計算を終了し、ステップ２０５で設定した予測値Ｂを、プローブ１の印加磁界の影響を除いた磁気抵抗効果素子２の磁界強度とみなす。
【００５０】
残差が設定値以上である場合、ステップ２０５で設定した予測値Ｂを補正するステップ２０９を行う。そして、ステップ２０９にて補正した予測値Ｂに基づいて、予測値Ｂ’の算出を再度行うステップ２０６を上述と同様に行う。なお、この補正は、残差が設定値以下になるまで繰り返し行うものとする。
【００５１】
以上のステップ２０６〜２０９を繰り返すことにより、プローブ１の印加磁界の影響を除いた磁気抵抗効果素子２の再生磁界強度を、精度高く求めることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る磁性体の特性評価装置及び特性評価方法によれば、プローブの振幅の大きさを適宜調整することで、磁性体の被測定面から任意の位置における磁性体の磁界強度を求めることができる。
【００５３】
さらに、プローブの磁界強度に依存しない磁性体の磁界強度を定量化して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した磁気抵抗効果素子の特性評価方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明を適用した磁気抵抗効果素子の特性評価装置の構成図である。
【図３】振動モードにおける磁気抵抗効果素子の強度分布の断面図である。
【図４】接触モードにおける磁気抵抗効果素子の強度分布の断面図である。
【図５】磁気抵抗効果素子の磁界強度の分布の断面図である。
【図６】振幅の大きさ10nmにおける磁気抵抗効果素子の磁界強度の分布を示す特性図である。
【図７】プローブの漏洩磁界強度の分布を示す特性図である。
【図８】プローブの漏洩磁界の影響を除いた磁気抵抗効果素子の磁界強度の分布を示す特性図である。
【図９】磁界強度と印加磁界との関係を示す特性図である。
【図１０】本発明を適用したその他の実施の形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１プローブ、２磁気抵抗効果素子、３ピエゾ、４レーザー。

Claims

先端部に磁性体を備えたプローブと、
前記プローブを所定の周波数で振動させる手段と、
前記プローブ先端部と測定試料との距離を制御する距離制御手段と、
前記測定試料に対してセンス電流を印可する手段と、
センス電流が印可された測定試料からの出力電圧から、前記プローブの振動周波数と同期した成分を抽出する信号処理手段と、
前記信号処理手段の出力信号を演算処理する演算処理手段とを有し、
前記演算処理手段は、先端部を磁性体試料の被測定面と接触した状態に保ちながらプローブを走査させた第１の状態で測定された前記信号処理手段の出力信号から、プローブを振動させることにより先端部が試料の被測定面を叩く状態でプローブを走査させた第２の状態で測定された前記演算処理手段の出力信号を引くことにより、前記試料の磁界分布を算出することを特徴とする磁性体の特性評価装置。
先端部に磁性体を備えたプローブと、
前記プローブを振動させるピエゾ素子と、
前記ピエゾ素子に所定の周波数の電圧を印可する周波数発生器と、
前記周波数発生器で発生された電圧の周波数を参照信号とし、前記試料からの電圧を入力信号とするロックインアンプと、
試料にセンス電流を印可する電源と、
前記プローブ先端部と前記試料の被測定面との距離を制御する距離制御手段と、
前記ロックインアンプからの出力信号を処理する演算処理手段とを有し、
前記演算処理手段は、前記プローブの先端部が試料の被測定面と接触した状態で測定された前記ロックインアンプの第１の出力信号から、先端部を試料の被測定面と接触した状態に保ちながらプローブを走査させた状態で測定された前記ロックインアンプの第１の出力信号から、プローブを振動させることにより先端部が試料の被測定面を叩く状態でプローブを走査させた状態で測定された前記ロックインアンプの第２の出力信号を引くことにより、前記試料の磁界分布を算出することを特徴とする磁性体試料の特性評価装置。
請求項１に記載の磁性体試料の特性評価装置において、前記プローブの漏洩磁界強度を格納する記憶手段とを有し、
前記演算処理手段は、前記第２の状態で測定された前記信号処理手段の出力信号から、前記漏洩磁界を除去することにより前記試料の磁界分布を算出することを特徴とする磁性体試料の特性評価装置。
請求項１に記載の磁性体試料の特性評価装置において、前記プローブ先端部と測定試料との距離を制御する制御手段として、前記プローブの振動振幅を制御する手段を有することを特徴とする磁性体試料の特性評価装置。
請求項３に記載の磁性体試料の特性評価装置において、前記プローブの漏洩磁界強度を除去する演算処理として、ラプラス変換及び逆ラプラス変換を行うことを特徴とする磁性体試料の特性評価装置。
請求項３に記載の磁性体試料の特性評価装置において、プローブの漏洩磁界強度を測定する手段を更に有することを特徴する磁性体試料の特性評価装置。
請求項６に記載の磁性体試料の特性評価装置において、前記プローブの漏洩磁界強度を測定する手段は、電子線トモグラフィ法を用いた装置であることを特徴とする磁性体試料の特性評価装置。
請求項１に記載の磁性体試料の特性評価装置において、前記プローブに光を照射する光源と、前記プローブからの反射光を検出する光検出器を有することを特徴とする磁性体試料の特性評価装置。
磁性体試料にセンス電流を印可し、
先端部に磁性体を有するプローブを用いて、
先端部を前記磁性体試料の被測定面と接触した状態に保ちながらプローブを走査させた第１の状態で前記磁性体試料に印可されたセンス電流による電圧変化を測定し、
プローブを振動させることにより先端部が磁性体試料の被測定面を叩く状態でプローブを走査させた第２の状態で前記磁性体試料に印可されたセンス電流による電圧変化を測定し前記第２の状態で測定された電圧波形から前記プローブの振動周波数と同じ周波数成分を抽出し、
前記第１の状態で測定された電圧波形から前記抽出された電圧波形を引くことにより、前記磁性体試料の磁界分布を算出することを特徴とする磁性体試料の特性評価方法。
請求項９に記載の磁性体試料の特性評価方法において、前記第１の状態で測定された電圧波形から前記プローブの振動周波数と同じ周波数成分を抽出し、該第１の状態で測定された電圧波形から抽出された周波数成分から、前記第２の状態で測定された電圧波形から抽出された周波数成分を引くことにより前記磁性体試料の磁界分布を測定することを特徴とする磁性体試料の特性評価方法。
請求項１０に記載の磁性体試料の特性評価方法において、前記第２の状態で測定された電圧波形から前記プローブの漏洩磁界強度を除去することを特徴とする磁性体試料の特性評価方法。
請求項１１に記載の磁性体試料の特性評価方法において、前記第２の状態で測定された電圧波形から前記プローブの漏洩磁界強度を除去する演算処理として、ラプラス変換及び逆ラプラス変換を行うことを特徴とする磁性体試料の特性評価方法。
請求項１２に記載の磁性体試料の特性評価方法において、前記電子線トモグラフィ法を用いて前記プローブの漏洩磁界強度を測定することを特徴とする磁性体試料の特性評価方法。
請求項１１に記載の磁性体試料の特性評価方法において、前記プローブの漏洩磁界分布を除去した前記磁性体試料の磁界強度分布の予測値Ｂを算出し、
前記予測値Ｂに基づいて、前記プローブの振幅の大きさだけ離れた位置における磁性体試料の磁界強度の予測値Ｂ'を算出し、
前記プローブの振幅の大きさだけ離れた位置における磁性体試料の磁界強度分布と前記予測値Ｂ'との残差を算出し、
前記残差と所定の設定値とを比較し、
前記残差が所定の設定値以下であるときには、前記予測値Ｂを前記プローブの漏洩磁界分布を除去した磁性体試料の磁界強度の分布とし、前記残差が所定の設定値を越えるときには、前記予測値Ｂを補正することを特徴とする磁性体試料の特性評価方法。
前記磁性体試料は磁気抵抗効果素子であり、前記磁気抵抗効果素子の抵抗変化を電圧変化として読みとることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性体試料の特性評価装置。