高温用走査型ホールプローブ顕微鏡の開発

エレクトロニクス先端融合研究所

高温用走査型ホールプローブ顕微鏡の開発

目的

近年、磁性材料はハイブリッド自動車のモーターや宇宙環境などの過酷な環境へ の応用が増加している。それに伴い、高温下での磁性材料の観察や磁化特性の評価 が重要な課題となっている。

本研究では、高温における磁性材料の局所的な磁界分布を可視化する技術として 高温用走査型ホールプローブ顕微鏡（HT-SHPM）の開発を目指している。

2011

エレクトロニクス先端融合研究所 教授 Adarsh SANDHU

SHPMによる磁区観測 HT-SHPMの構造

• 高温用セラミックホルダーに ホール素子を搭載

• 試料表面の漏れ磁界を可視化

PZ Tube

試料から発生する 漏れ磁界

Hall probe

走査方向

圧電素子による動作

試料

鉄ガーネット膜の磁区画像（50x50μm

）

T = 77 K

y-axis (mm)

x-axis (mm) x-axis (mm) x-axis (mm)

T = 300 K T = 160 K

y-axis (mm)

y-axis (mm)

高温になると磁区が短くなる

Magnetic Field B_z(G) Magnetic Field B_z(G) Magnetic Field B_z(G)

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エレクトロニクス先端融合研究所

高温用走査型ホールプローブ顕微鏡の開発

高温用ホール素子

0 100 200 300 400

1 10 100 1000 10000

] 1 [

1 = −1 −1

= VA T

e n dB dV S I

s H H I

AlGaN/GaN 2DEG AlGaAs/GaAs 2DEG InAsSb QW(30nm) InAsSb QW(100nm)

磁気感度（V/AT）

温度（℃）

The Supply-current-related sensitivity (SCRS) can be expressed as follows:

2種類の材料を使用

①AlGaN/GaNヘテロ接合

②AlGaAs/GaAsヘテロ接合

磁気感度が温度に 依存しない

HT-SHPM用1μmホール素子

2011

Sensing area

本研究の実績

I. M. Bando, T. Ohashi, M. Dede, R. Akram, A. Oral, S. Y. Park, I. Shibasaki, H. Handa, and A. Sandhu, High sensitivity and

multifunctional micro-Hall sensors fabricated using InAlSb/InAsSb/InAlSb heterostructures, Journal of Applied Physics, 105, 07E909, (2009).

II. T. Ohashi, H. Osawa, A. Sandhu, Contact Mode Scanning Hall Probe Microscopy, IEEE Transactions on Magnetics, 44, 3252, (2008).

II I. Z. Primadani, H. Osawa , A. Sandhu, High temperature scanning Hall probe microscopy (HT-SHPM) using AlGaN/GaN 2DEG micro-Hall probes, Journal of Applied Physics, 101, 09K105, (2007).

IV. T. Yamamura, D. Nakamura and A. Sandhu, High sensitivity and quantitative magnetic field measurements at 600℃, Journal of Applied Physics, 99, 08B302 (2006)

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エレクトロニクス先端融合研究所

Ｈ２３年度計画

•窒化ガリウム（GaN）を用いた高温用ホール素子の作製

•SHPM用ホール素子チップの加工

•高温用ホール素子用セラミックホルダーの作製

（ホール素子の搭載技術の開発）

•高温用走査型ホールプローブ顕微鏡の走査機構の構築

2011年度

豊橋技術科学大学

エレクトロニクス先端融合研究所

〒441-8580 愛知県豊橋市天伯町雲雀ヶ丘1-1

Adarsh SANDHU

E-mail：[email protected]

エレクトロニクス先端融合研究所（EIIRIS） ホームページ URL：http://www.eiiris.tut.ac.jp/

本研究に関する問合せ

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