講師:佐藤勝昭 (東京農工大学工学部教授)

Slides:



Advertisements
Similar presentations
大学院物理システム工学専攻 2004 年度 固体材料物性第 8 回 -光と磁気の現象論 (3) - 佐藤勝昭ナノ未来科学研究拠点.
Advertisements

無機化学 I 後期 木曜日 2 限目 10 時半〜 12 時 化学専攻 固体物性化学分科 北川 宏 301 号室.
基礎ゼミ:電子と光と物質 多元物質科学研究所 上田潔・奥西みさき・高桑雄二・虻川匡司・佐藤俊一 大学とは何か? 大学で学ぶとはどういうことか? 大学:人類の遺産としての知識の伝 達 未知のものへの挑戦! 基礎ゼミの特徴:学生が積極的に授業に参加する。 自分で考え、自分で工夫して調べ、教室で発表する。
物理システム工学科3年次 物性工学概論 第火曜1限0031教室 第13回 スピンエレクトロニクスと材料[2] 磁性の起源・磁気記録
工学系大学院単位互換e-ラーニング科目 磁気光学入門第9回 -磁気光学効果の測定法-
材料系物理工学 第2回 磁石を微細にしていくと?
大学院物理システム工学専攻2004年度 固体材料物性第10回 -磁気光学効果の応用(1)-
材料系物理工学 第8回 超伝導 佐藤勝昭.
講師:佐藤勝昭 (東京農工大学工学部教授)
材料系物理工学 第6回 磁気付随現象 佐藤勝昭.
磁性工学 第2回 磁石を微細にしていくと? 佐藤勝昭.
各種磁気センサの動作原理と応用 ~講義内容~ ホール素子、MRセンサ、GMRセンサ、MIセンサ、FGセンサ等
シリコン埋め込みY字型 微細パターン配列の磁気構造
小笠原智博A*、宮永崇史A、岡崎禎子A、 匂坂康男A、永松伸一B、藤川高志B 弘前大学理工学部A 千葉大大学院自然B
分子性強磁性体CoC2 -その強磁性における水の役割- 分子科学研究所研  西條 純一,西 信之.
磁性工学特論 第4回 磁気ヒステリシスはなぜ生じる
工学系大学教育連携協議会単位互換eラーニング科目 磁気光学入門第1回 -この講義で学ぶこと-
物理システム工学科3年次 「物性工学概論」 第13回 スピンエレクトロニクス(1) 磁性入門
CRL 高周波磁界検出用MOインディケーターの合成と評価 1. Introduction 3. Results and Discussion
第1回応用物理学科セミナー 日時: 5月19日(月) 15:00ー 場所:葛飾キャンパス研究棟8F第2セミナー室 Speaker:鹿野豊氏
前回の内容 結晶工学特論 第4回目 格子欠陥 ミラー指数 3次元成長 積層欠陥 転位(刃状転位、らせん転位、バーガーズベクトル)
COMPASS実験の紹介 〜回転の起源は?〜 山形大学 堂下典弘 1996年 COMPASS実験グループを立ち上げ 1997年 実験承認
臨床診断総論 画像診断(3) 磁気共鳴画像 Magnetic Resonance Imaging: MRI その1
基礎ゼミ 光学のすすめ 第15章 光を用いた情報機器
大学院工学研究科 磁性工学特論第7回 -光と磁気(1)-
Ⅰ 孤立イオンの磁気的性質 1.電子の磁気モーメント 2.イオン(原子)の磁気モーメント 反磁性磁化率、Hund結合、スピン・軌道相互作用
物理システム工学科3年次 物性工学概論 第火曜1限0031教室 第14回 スピンエレクトロニクスと材料[3]  磁気記録、磁気抵抗効果、MRAM 副学長 佐藤勝昭.
Ⅳ 交換相互作用 1.モット絶縁体、ハバード・モデル 2.交換相互作用 3.共有結合性(covalency)
材料系物理工学 第4回 磁気ヒステリシスはなぜ生じる
マグネティック・ナノイメージングと次世代磁気応用に関する研究会 
前回の内容 結晶工学特論 第5回目 Braggの式とLaue関数 実格子と逆格子 回折(結晶による波の散乱) Ewald球
大学院理工学研究科 2004年度 物性物理学特論第7回 -磁気光学効果の電子論(3):バンド理論-
大学院物理システム工学専攻2004年度 固体材料物性第4回
物理システム工学科3年次 物性工学概論 第火曜1限0035教室 第10回 光エレクトロニクスと材料[2] 光ディスク
大学院理工学研究科 2004年度 物性物理学特論第8回 -磁気光学スペクトル-
大学院物理システム工学専攻2004年度 固体材料物性第9回 -磁気光学効果測定法-
物理システム工学科3年次 物性工学概論 第火曜1限0035教室 第12回 スピンエレクトロニクスと材料[2]磁性の起源・磁気記録
佐藤勝昭研究室 OB会2003年11月22日  磁性MOD班.
HERMES実験における偏極水素気体標的の制御
et1 et1 et2 et2 信号 T2減衰曲線 Mxy(t) = M0 e-t/T2 T2*減衰曲線
トリガー用プラスチックシンチレータ、観測用シンチレータ、光学系、IITとCCDカメラからなる装置である。(図1) プラスチックシンチレータ
大学院理工学研究科 2004年度 物性物理学特論第1回 -磁気光学効果とは何か-
大学院物理システム工学専攻2004年度 固体材料物性第5回 -光と磁気(1)-
Fig. Crystal structure of Nd2Fe14B
電力 P ( Power ) 単位 ワット W = J / sec
大学院物理システム工学専攻2004年度 固体材料物性第7回 -光と磁気の現象論(2)-
Ⅴ 古典スピン系の秩序状態と分子場理論 1.古典スピン系の秩序状態 2.ハイゼンベルグ・モデルの分子場理論 3.異方的交換相互作用.
量子凝縮物性 課題研究 Q3 量子力学的多体効果により実現される新しい凝縮状態 非従来型超伝導、量子スピン液体、etc.
冷却原子スピン系における 量子雑音の動的制御
最初に自己紹介 高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 幅 淳二
前回の講義で水素原子からのスペクトルは飛び飛びの「線スペクトル」
原子核物理学 第2講 原子核の電荷密度分布.
物理システム工学科3年次 「物性工学概論」 第1回講義 火曜1限67番教室
Appendix. 【磁性の基礎】 (1)磁性の分類[:表3参照]
光スイッチングデバイス.
大学院工学研究科 磁性工学特論第10回 -磁気光学効果の測定法-
アセチリド錯体を構成要素とする 分子性磁性体の構築と その構造及び磁気特性の評価
大学院理工学研究科 2004年度 物性物理学特論第5回 -磁気光学効果の電子論(1):古典電子論-
ライフサイエンス支援センター・バイオ実験機器部門 高木 均
第一原理計算でひも解く合金が示す長周期積層欠陥構造の形成メカニズム
メスバウアー効果で探る鉄水酸化物の結晶粒の大きさ
微細加工班 佐藤研OB会プレゼン資料 03.11.22 佐藤研OB 手塚 智之 (森下研所属;M1) 山本 尚弘(4年)
スピンを冷やす 磁気秩序状態 (スピンは静止) エントロピ S =log(2I +1) 絶対零度 T =0 で消滅するはず
工学系大学院単位互換e-ラーニング科目 磁気光学入門第7回 -磁気光学効果の電子論(2):量子論-
工学系大学院単位互換e-ラーニング科目 磁気光学入門第7回 -磁気光学効果の電子論(2):量子論-
講師:佐藤勝昭 (東京農工大学大学院教授)
電磁気学C Electromagnetics C 4/24講義分 電磁場のエネルギー 山田 博仁.
第20回応用物理学科セミナー 日時: 2月25日(木) 16:10 – 17:40 場所:葛飾キャンパス研究棟8階第2セミナー室
Magneto-Optics Team 2003年度 佐藤勝昭研究室 OB会 Linear magneto-optics group
情報機器と情報社会のしくみ Web素材利用
Presentation transcript:

講師:佐藤勝昭 (東京農工大学工学部教授) 磁性工学特論2004-5-6 講師:佐藤勝昭 (東京農工大学工学部教授)

第2回(4/22)の復習 前回の復習 なぜ初磁化状態では磁化がないのか:磁区 磁区はなぜできるか: 磁極、反磁界、静磁エネルギー 磁気異方性 交換相互作用 磁化のメカニズム:磁壁移動、磁化回転 磁区の観察

第3回で学ぶこと 磁区と磁壁の基礎 磁区観察の歴史 マイクロマグネティクス 磁壁:180磁壁、90磁壁 磁区観察法 磁気記録の基礎(1) 縞状磁区:正負の磁極に分かれ反磁界が隣同士で打ち消す 環流磁区:磁極が出ないので反磁界がない。 磁区観察の歴史 マイクロマグネティクス 磁壁:180磁壁、90磁壁 磁区観察法 磁気記録の基礎(1)

磁区の概念の歴史 磁区の考え:Weissが提唱 バルクハウゼンノイズ: P.Weiss: J. Phys. 6, 661 (1907) 巨視的磁化が多くの細かい不連続磁化から成立 H. Barkhausen: Phys. Z. 20, 401 (1919)

マイクロマグネティックス micromagnetics 自発磁化をもつ強磁性体が有限な形状をもつときに、その内部のスピン分布を第1原理から解く計算手法[W.F.Brown, Jr.; J. Appl. Phys. 11, 160 (1940), Phys. Rev. 58, 736 (1940) ] 安定なスピン分布は、静磁エネルギーUmag、交換エネルギーUex、磁気異方性エネルギーUa、磁気弾性エネルギーUelの総和U=Umag+Uex+Ua+Uel を極小にすることによって与えられる。

マイクロマグネティクスによる磁区構造 磁極が生じ静磁エネルギーが上がる 静磁エネルギーは下がるが交換エネルギーが増加 環流磁区 縞状磁区 磁区と磁区の境界に磁壁エネルギーを貯えている

磁区の寸法 磁区の単位表面積あたりの静磁エネルギー 磁壁のエネルギー ε=εm+εwを極小にする。

180゜磁壁と90゜磁壁 180゚磁壁:その両側で磁化の向きが180゚変化している磁壁 90゚磁壁:その両側で磁化の向きが90゚変化している磁壁

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

磁壁と磁壁移動

ブロッホ磁壁とネール磁壁 薄膜では、ブロッホ磁壁は磁極が生じるのでネール磁壁が一般的

磁化回転と保磁力 非可逆回転磁化過程 釣り合いの条件 E/=0  Is 0 ポテンシャルエネルギー =磁気異方性エネルギー+静磁エネルギー E=-Ku cos2(0)+IsH cos 釣り合いの条件 E/=0 安定な釣り合い  2E/2>0 不安定な釣り合い 2E/2<0 非可逆回転に移る条件2E/2=0 Is  H 0

磁化回転と保磁力 つづき これらより、圧力p=IsHc/Kuとして sin2(0)=p sin  ; cos2(0)=p cos  sin20=(1/p2)((4-p2)/3)3/2 0=0, /2のときp=2→Hc=2Ku/Is 0=/4のときp=1→Hc=Ku/Is

磁壁移動と保磁力 /s=p=2IsHcos 復元力が圧力と釣り合う Hc=(/s)max/2Iscos  磁壁のエネルギー =2{A(K1-(3/2)0cos2(s/l)}1/2  /s=20/l Hc= 0/Iscos  普通の磁性体では=10-5, Is=1-2[T], cos ~1, 0=109[N/m2]を代入してHc=3104[A/m]

磁区観察法 粉末図形法(Bitter pattern)、電界研磨法 磁気カー効果顕微鏡 近接場磁気光学顕微鏡 ローレンツ電子顕微鏡 スピン偏極電子顕微鏡 干渉電子顕微鏡(電子線ホログラフィー) X線磁気光学顕微鏡 磁気力顕微鏡(MFM) スピン偏極走査型トンネル顕微鏡(SP-STM)

Bitter Pattern

磁気カー効果顕微鏡

ファラデー効果を用いた 磁区のイメージング 検光子 偏光子 対物レンズ 試料 穴あき電磁石 光源 CCDカメラ ファラデー効果で観察した (Gd,Bi)3(Fe,Ga)5O12の磁区 NHK技研 玉城氏のご厚意による

CCDカメラによる磁気光学イメージング

磁性ガーネットの磁区の変化

近接場磁気光学顕微鏡 プローブ先端部 PEM ダイクロイック ミラー コントロール ユニット (SPI 3700) アルゴン レーザ 信号発生器 ロックインアンプ コンピュータ XYZ スキャナ バイモルフ フィルタ 試料 フォトダイオード 光電子増倍管 半導体レーザ 光ファイバプローブ 検光子 補償子 PEM ダイクロイック ミラー 偏光子 プローブ先端部

MO-SNOMによる 0.2m マークのトポ像と磁気光学像 ラインプロファイル トポ像

電子線ホログラフィ Co単磁区粒子 N S バリウムフェライト単磁区粒子 連鎖状Fe微粒子 丹司(名大)による

X線磁気光学顕微鏡 Fischer(独)による   Fig. 3 M-TXM image of a layered Gd/Fe system prepared onto 325nm Polyimid substrate9,10)   Fig. 4 Same multilayered Gd/Fe system as Figure 3 prepared on 30nm Si3N4 membranes   Fig. 1 Experimental determination of spin and orbital moments in thin Fe-layers via the X-MCD effect6). Fischer(独)による

Domain image of MO media observed using XMCD of Fe L3-edge SiN(70nm)/ TbFeCo(50nm)/SiN(20nm)/ Al(30nm)/SiN(20nm) MO 媒体   N. Takagi, H. Ishida, A. Yamaguchi, H. Noguchi, M. Kume, S. Tsunashima, M. Kumazawa, and P. Fischer: Digest Joint MORIS/APDSC2000, Nagoya, October 30-November 2, 2000, WeG-05, p.114.

磁気力顕微鏡(MFM) AFM MFM

磁気力顕微鏡(MFM) AFM MFM