| チームリーダー ： |
保坂 純男【群馬大学大学院理工学府 特任教授】 |
| サブリーダー ： |
三浦 健【（株）ユニソク 研究開発部 研究員】 |
| 中核機関 ： |
群馬大学 |
| 参画機関 ： |
（株）ユニソク
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- Ⅰ．開発の概要
- 10 nm以下の磁区分布計測は、スピン偏極電子顕微鏡で行われているが、試料作製の複雑さ、装置の簡素化などに大きな課題がある。本開発では、新たにプラズモン励起近接場光探針を用いた近接場偏光顕微鏡(SNPM)技術を開発し、簡易装置により10 nm分解能を持つ磁気特性評価手段であることを実証する。
- Ⅱ．開発項目
- （１）近接場偏光顕微基本技術の確立
- AFM像空間分解能については、TTL型光てこ方式コンタクト制御では既存の磁気ドットを使用し、10 nm分解能AFM像、チューニングフォーク方式ノンコンタクト制御ではピエゾ薄膜により8 nm分解能AFM像で目標の空間分解能を確認している。
偏光顕微鏡像空間分解能については、TTL型光てこ方式コンタクト制御では、同じく既存の磁気ドットを使用し、目標の観察空間分解能を確認、チューニングフォーク方式ノンコンタクト制御では、最小15 nm磁気ドット観察により像の急峻さより推定される目標の空間分解能を確認。
- （２）ヒステレシス磁気特性計測技術の確立
- 外部磁界印加機能は、電磁コイルセンター励磁方式と電磁コイルサイド励磁方式を検討し、前者では、最大1 Tを達成、後者では最大0.65 Tを達成している。磁場印加時AFM像取得については、TTL型光てこ方式コンタクト制御では、0.2 T外部磁場印加時、既存の磁気ドットを使用し、約10 nmの空間分解能、チューニングフォーク方式ノンコンタクト制御では0.2 T外部磁場印加時、磁気ドットによる近接場偏光像で10 nm以下の空間分解能を確認。
- （３）微小磁気ドット形成基本技術の確立
- 電子線描画法による微小磁気ドット形成は、カレクサレンネガレジストを用いて、電子線描画法によりレジスト形成及びイオンミリングにより、10 nm径以下の磁気ドットを形成し、SEM像で確認した。自己組織化法による微小磁気ドット形成は、電子線描画法により形成したHSQ電子線レジストのガイドパターンに自己組織化及び整列を行い、これをSi/C膜に転写、イオンミリングにより磁気ドット列を形成した。ドット径：9.4 nm、ピッチ：14 nm(ガイドパターンに直角方向)の微小磁気ドット整列を実現した。
- Ⅲ．評 価
- 本開発では、探針先端の表面プラズモン共鳴により増強された近接場光を用いることにより、偏光顕微鏡の高分解能化および微小磁区の磁化特性計測を目指した。開発は、近接場偏光顕微基本技術の確立、ヒステリシス磁気特性計測技術の確立と、微小磁気ドット形成の確立において目標を達成している。今後、評価装置として使うためには、内部や外部からの様々な振動ノイズやその他雑音等を除去する工夫が必要で、さらなるS/Nの向上を企てることを期待したい。
本開発では、当初の開発目標を達成し、本事業の趣旨に相応しい成果が得られたと評価する[Ａ]。
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