JPS63304183A - 磁場計測装置 - Google Patents
磁場計測装置Info
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- JPS63304183A JPS63304183A JP62139711A JP13971187A JPS63304183A JP S63304183 A JPS63304183 A JP S63304183A JP 62139711 A JP62139711 A JP 62139711A JP 13971187 A JP13971187 A JP 13971187A JP S63304183 A JPS63304183 A JP S63304183A
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は走査型トンネル電子顕微鏡（ＳＴＭ）を応用し
た試料表面近傍の磁場測定を行なう磁場計測装置に関す
る。
た試料表面近傍の磁場測定を行なう磁場計測装置に関す
る。
従来のＳＴＭは、特開昭６１−２２０２６０．２０６１
４８号あるいは、アプライド フイジイクス レターズ
４０ （２）１９８２年 第１７８頁から第１８０頁（
Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 ４０ （２）１
９８２ ＰＰ １７８−１８０）において論じられてい
る。
４８号あるいは、アプライド フイジイクス レターズ
４０ （２）１９８２年 第１７８頁から第１８０頁（
Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 ４０ （２）１
９８２ ＰＰ １７８−１８０）において論じられてい
る。
タングステンチップを試料表面に接近させ、両者の間に
トンネル電流を流す。このトンネル電流を一定に保つよ
うにチップと試料との間隔をＥ ｎ５しながら、チップ
あるいは試料を走査するにれにより、試料表面の情報が
得られる。
トンネル電流を流す。このトンネル電流を一定に保つよ
うにチップと試料との間隔をＥ ｎ５しながら、チップ
あるいは試料を走査するにれにより、試料表面の情報が
得られる。
上記従来技術を用いて、磁性材の磁区を観察する方法と
しては、以下の２つの方法が考えられる。
しては、以下の２つの方法が考えられる。
第１は、磁歪効果による試料表面の凹凸をＷｄ Ｆ％す
る方法である。しかし、試料厚さ１０−’ｍに対する磁
歪効果による変位は、はぼ１０−１１ｍ程度である。１
０−６ｍオーダーで分布する１０−”ｍの変位量を検出
することは、非常に困難である。
る方法である。しかし、試料厚さ１０−’ｍに対する磁
歪効果による変位は、はぼ１０−１１ｍ程度である。１
０−６ｍオーダーで分布する１０−”ｍの変位量を検出
することは、非常に困難である。
しかも、試料表面は原子オーダーで平坦でありかつ不純
物等が付着していないことが必要である。
物等が付着していないことが必要である。
第２の方法は、偏極電子線を用いる方法である。
偏極電子を放出するチップで試料表面を走査する。
偏極方向と平行に磁化されている磁区においてはトンネ
ルｆｉｆｆｌは流れにくく、反平行の磁区においては流
れ易い。ニッケル等の磁性材のチップで偏極度数％と低
く実用的でない。ＥＵＳを用いたチップではほぼ９０％
を得ているが、極低温が必要である等の理由により使用
は困難である。
ルｆｉｆｆｌは流れにくく、反平行の磁区においては流
れ易い。ニッケル等の磁性材のチップで偏極度数％と低
く実用的でない。ＥＵＳを用いたチップではほぼ９０％
を得ているが、極低温が必要である等の理由により使用
は困難である。
本発明の目的は、試料表面の磁場を測定することにより
磁圧等を観察することにある。
磁圧等を観察することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、ＳＴＭのチップ先端近傍に磁場測定手段を
設けることにより、達成される。
設けることにより、達成される。
磁場測定手段としては、例えばホール効果を利用し、チ
ップ側面に複数の電極を設け、各点での電位を測定する
。
ップ側面に複数の電極を設け、各点での電位を測定する
。
高い空間分解能と微弱な磁場検出を実現するためには、
ジョセフソン接合を用いることもできる。
ジョセフソン接合を用いることもできる。
チップと試料間には、常に一定のトンネル電流が流れて
いる。このため、チップと垂直方向に磁場が存在すると
、チップ及び磁場と垂直方向にチップ側面に電位差が生
ずる。この電位差すなわちホール電圧を、チップ側面に
取り付けられて電極により検出する。
いる。このため、チップと垂直方向に磁場が存在すると
、チップ及び磁場と垂直方向にチップ側面に電位差が生
ずる。この電位差すなわちホール電圧を、チップ側面に
取り付けられて電極により検出する。
ホール電圧を測定することにより、試料表面の微小磁場
を検出することができる。
を検出することができる。
ジョセフソン接合を用いる場合は、超電導材より成る電
極を２個〜１０００人程度に接近させたチップを用いる
。２個の電極の間隙近傍の磁場強度に応じた超電導電流
が電極間に流れる。これは、両電極の電子の位相に関連
した電流であり、磁場が電子の位相のずれをもたらすた
めに起きる現象である。
極を２個〜１０００人程度に接近させたチップを用いる
。２個の電極の間隙近傍の磁場強度に応じた超電導電流
が電極間に流れる。これは、両電極の電子の位相に関連
した電流であり、磁場が電子の位相のずれをもたらすた
めに起きる現象である。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。
する。
基ｌ！！４上に、チップ１及び電極２，３が形成されて
いる。チップ１先端部は、基盤４のエツチング処理によ
り、基盤４から突き出ている。
いる。チップ１先端部は、基盤４のエツチング処理によ
り、基盤４から突き出ている。
チップ１と試料５とを接近させた状態で、電源６により
両者の間に電圧を印加し、電流を流す。
両者の間に電圧を印加し、電流を流す。
紙面垂直方向に、磁場が存在すると、電１’！ｌｉ２と
３の電位差を測定する電圧計７にはホール電圧が計測さ
れる。
３の電位差を測定する電圧計７にはホール電圧が計測さ
れる。
基盤４上のチップ１及びｆｆｔＴｈ２．３より成る探針
部を走査することにより、試料表面の形状及び電子状態
を表わすＳＴＭ像と試料表面近傍の磁場分布が同時に得
られる。このシステムを第２図に示す。
部を走査することにより、試料表面の形状及び電子状態
を表わすＳＴＭ像と試料表面近傍の磁場分布が同時に得
られる。このシステムを第２図に示す。
チップ１と試料５間に流れる電流値は、電源６からサー
ボ回路８へ出力される。サーボ回路８は電流値を一定に
保つため、圧電索子９を駆動させチップ１先端と試料５
との間隔を調整する。走査回路１２は、圧電素子１０．
１１を駆動させ、綴針部の走査を行うと同時に、ディス
プレイ１３の輝点の走査も行う、双方の走査は同期され
ている。
ボ回路８へ出力される。サーボ回路８は電流値を一定に
保つため、圧電索子９を駆動させチップ１先端と試料５
との間隔を調整する。走査回路１２は、圧電素子１０．
１１を駆動させ、綴針部の走査を行うと同時に、ディス
プレイ１３の輝点の走査も行う、双方の走査は同期され
ている。
圧電素子９の変位置を示すサーボ回路８からの信号をデ
ィスプレイ１３に輝度信号として表示することにより、
試料表面形状を表わすＳＴＭ像が得られる。また、電圧
計７からの信号を表示すると磁場分布が得られる。
ィスプレイ１３に輝度信号として表示することにより、
試料表面形状を表わすＳＴＭ像が得られる。また、電圧
計７からの信号を表示すると磁場分布が得られる。
基盤４上のチップ１及び電極２，３の製作は。
電子線描画装置を用いた超微細加工技術を駆使する。現
時点においては、０．１μｍ幅のチップ及び電極が製作
可能であるが、ホール電圧が非常に微弱であるため、電
極方向のチップの幅を大きくし、さらにチップと試料間
の電流も大きくする必要がある。
時点においては、０．１μｍ幅のチップ及び電極が製作
可能であるが、ホール電圧が非常に微弱であるため、電
極方向のチップの幅を大きくし、さらにチップと試料間
の電流も大きくする必要がある。
第３図は、ジョセフソン接合を用いた例である。
チップ１４及び電極１５は、ニオブあるいはペロブスカ
イ１−（Ｌａ、Ｓ ｒ、Ｃｕ、ｏ）型の超電導材より成
る半導体基盤上に形成されたチップ１４及び電極１５間
のすき間は、サブミクロン程度である。
イ１−（Ｌａ、Ｓ ｒ、Ｃｕ、ｏ）型の超電導材より成
る半導体基盤上に形成されたチップ１４及び電極１５間
のすき間は、サブミクロン程度である。
磁性材の試料表面近傍の漏れ磁場により、電極１５とチ
ップ１４との超電４電子１２に位相のずれが生じ、電極
−チップ間に磁場強度に対応して周期的な電流が流れる
。この電流を測定することにより試料表面近傍の漏れ磁
場を高精度、高分解能で測定できる。
ップ１４との超電４電子１２に位相のずれが生じ、電極
−チップ間に磁場強度に対応して周期的な電流が流れる
。この電流を測定することにより試料表面近傍の漏れ磁
場を高精度、高分解能で測定できる。
本発明によれば、試料の表面形状と同時に表面近傍の磁
場を同時に計測できるので、磁圧観察等に有効である。
場を同時に計測できるので、磁圧観察等に有効である。
第１図は本発明の一実施例の磁場計測装置を示すブロッ
ク図、第２図は本発明の実施例の全体構成を示すブロッ
ク図、第３図は本発明の他の実施例の磁場計測装置を示
すブロック図である。 １・・チップ、２・・・電極、３・・・電極、４・・・
基盤、５・・・試料、６・・・電源、７・・・電圧計、
８・・・サーボ回路、９．１０．１１・・・圧電素子、
１２・・走査回路。 １３・・・ディスプレイ、１４・・・チップ、１５・・
・ｆｆｔ極、１６・・・電流計、１７・・・電源。 代理人 弁理士 小川勝男 ゛ 、ｌ 第 Ｉ ［！］ 毛２１！］
ク図、第２図は本発明の実施例の全体構成を示すブロッ
ク図、第３図は本発明の他の実施例の磁場計測装置を示
すブロック図である。 １・・チップ、２・・・電極、３・・・電極、４・・・
基盤、５・・・試料、６・・・電源、７・・・電圧計、
８・・・サーボ回路、９．１０．１１・・・圧電素子、
１２・・走査回路。 １３・・・ディスプレイ、１４・・・チップ、１５・・
・ｆｆｔ極、１６・・・電流計、１７・・・電源。 代理人 弁理士 小川勝男 ゛ 、ｌ 第 Ｉ ［！］ 毛２１！］
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、先端を鋭利に尖がらせた電極と、試料面に対して該
電極を走査させる手段と、該電極先端と試料との間隔を
調整する手段とより成り、かつ該電極あるいは該電極の
近傍に磁場計測手段を設けたことを特徴とする磁場計測
装置。 ２、上記磁場計測手段は磁場に起因する電位差を測定す
るように構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の磁場計測装置。 ３、上記磁場計測手段は磁場に起因する電流を測定する
ように構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の磁場計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62139711A JP2585598B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 磁場計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62139711A JP2585598B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 磁場計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63304183A true JPS63304183A (ja) | 1988-12-12 |
| JP2585598B2 JP2585598B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=15251639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62139711A Expired - Fee Related JP2585598B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 磁場計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585598B2 (ja) |
-
1987
- 1987-06-05 JP JP62139711A patent/JP2585598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2585598B2 (ja) | 1997-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |