JP4485393B2 - 磁気力測定方法 - Google Patents
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一般に、磁気力顕微鏡は、プローブの尖端部に強磁性膜が形成された磁気力顕微鏡専用のプローブを用いており、このプローブで磁性体試料の表面を走査し、そのときに作用する引力あるいは斥力に基づいて磁気力勾配を測定したり、試料表面における磁区構造の磁化方向が上向きか下向きかを測定したりし、これにより、試料表面の磁場画像や磁区構造を観察できるようにしている。
ところで磁気記憶媒体は、記憶素子の高密度化が求められており、そのためには磁気記憶の単位となる磁区構造の微細化を図る必要があり、早晩、磁気記憶媒体の磁区構造は、ナノメートルオーダに達すると考えられる。
そこで、本発明は、微細な磁区構造、特に、ナノメートルサイズの微小な磁区構造であっても局所磁性の侵襲の問題が生じることなく磁区構造の観測が可能な磁気力顕微鏡用プローブを提供するとともに、これを用いた磁気力測定方法を提供することを目的とする。
一方、参照用プローブを、上向きスピンと下向きスピンとが交互に並ぶように結晶軸を選択して磁気力を検出しないように構成する。
そして、前記参照用プローブと前記磁気測定用プローブとにより同条件で2つの測定を行う。これにより、磁気力以外の影響を差分として排除したデータを取得することができるようになる。
一方、参照用プローブを、上向きスピンと下向きスピンとが交互に並ぶように結晶軸を選択して磁気力を検出しないように構成する。そして、前記参照用プローブと前記磁気測定用プローブとにより同条件で2つの測定を行う。これにより、磁気力以外の影響を差分として排除したデータを取得することができるようになる。
これらの反強磁性単結晶は、結晶軸方向を調整することにより、表面に露出する原子面(すなわち結晶軸方向)を、強磁性的な性質の面または反強磁性的な性質の面にすることができる。したがって、プローブ尖端に露出する端面を選択することにより、プローブ尖端が試料表面から受ける相互作用の方向や大きさを制御することができる。
また、測定対象が超伝導体デバイスの場合には、磁束量子単位の変化の無侵襲計測が可能となる。
具体的に例示すると、NiOやMnOは、常磁性イオンが面心立方格子を形成し、{111}方向にスピンが揃った面が現れるのでこの方向に露出面を切り出すことにより強磁性的な性質を得ることができる。また、MnTe、FeCl2は六方層状構造を形成し、MnF2は体心正方構造を形成しているので、適当な方向の端面を選択することにより異なるスピン面を露出させることができる。
このプローブ10は、走査型トンネル顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡(AFM)で用いるカンチレバープローブと同形状にすることで、STMやAFM等で採用している検出機構をそのまま用いて、磁気力を測定できるようにしている。例えば、プローブ本体11部分にレーザビームを照射し、プローブ本体で反射させ、この反射光を光検出器でモニタするいわゆる光梃子方式の検出機構を用いることができる。
また、上記実施形態では、尖端部12の全体をひとつの反強磁性体単結晶で形成するようにしたが、最尖端部分のみを反強磁性単結晶で形成するようにしてもよい。
11: プローブ本体
12: 尖端部
Claims (2)
- 尖端部に反強磁性単結晶で形成された磁性体領域を有する磁気力顕微鏡用プローブを試料表面に接近させることにより試料との磁気的相互作用により生じる磁気力を検出する磁気力測定方法であって、
前記磁気力顕微鏡用プローブとして、参照用プローブと、磁気力測定用プローブとが用いられ、
参照用プローブは、上向きスピンと下向きスピンとが交互に並ぶように結晶軸を選択して磁気力を検出しないように構成されており、
前記磁気力測定用プローブは、尖端部のプローブ軸方向に沿って上向きスピンと下向きスピンとが積層するようにして尖端部の最尖端表面に上向きスピンと下向きスピンのいずれか一方が露出するように構成されており、
前記参照用プローブと前記磁気測定用プローブとにより同条件で2つの測定を行って磁気力以外の影響を差分として排除したデータを取得することを特徴とする磁気力測定方法。 - 尖端部に反強磁性単結晶で形成された磁性体領域を有する磁気力顕微鏡用プローブを試料表面に接近させることにより試料との磁気的相互作用により生じる磁気力を検出する磁気力測定方法であって、
前記磁気力顕微鏡用プローブとして、参照用プローブと、磁気力測定用プローブとが用いられ、
参照用プローブは、上向きスピンと下向きスピンとが交互に並ぶように結晶軸を選択して磁気力を検出しないように構成されており、
前記磁気力測定用プローブは、尖端部のプローブ軸方向と直角方向に上向きスピンと下向きスピンとが積層するようにして尖端部の最尖端表面に上向きスピンと下向きスピンのいずれか一方が水平方向に並ぶように構成されており、
前記参照用プローブと前記磁気測定用プローブとにより同条件で2つの測定を行って磁気力以外の影響を差分として排除したデータを取得することを特徴とする磁気力測定方法。
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JP2006266794A JP2006266794A (ja) | 2006-10-05 |
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