【概要】

公益財団法人高輝度光科学研究センター（JASRI）、東京理科大学、公益財団法人応用科学研究所（RIAS）、東北大学は、大型放射光施設SPring-8^※1 BL25SUの走査型軟Ｘ線磁気円二色性（Soft X-ray Magnetic Circular Dichroism: Soft XMCD）顕微分光^※2装置を利用し、Sm₂Co₁₇系サマリウム・コバルト磁石（サマコバ磁石）^※3の磁区が磁場印加によって変化する様子を鮮明に捉えました。サマコバ磁石の磁区観察に関する先行研究では、磁気的に弱い部分が磁石内部の粒界にあることが指摘されていましたが、本研究では磁石内部に不純物粒として分布する希土類酸化物粒子と磁石粒子との界面近傍も主要な弱点であることを明らかにしました。つまり、粒界の改質（具体的には、磁性を弱める）、および、希土類酸化物の生成を抑制する生産プロセスを開発すれば、サマコバ磁石の特性がさらに向上すると考えられます。これにより、より高温下での使用ならびに高磁気特性の長期安定的な維持が可能になり、一般の工業製品はもちろんのこと、その他にも例えば、航空・宇宙分野などへの貢献が期待されます。

本成果は、JASRI 中村 哲也 客員主席研究員（本務所属は　東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター 教授）、JASRI石上 啓介　博士研究員、隅谷 和嗣　研究員、梶原 堅太郎　主幹研究員、 東京理科大学　田村　隆治　教授、 加藤　涼 （研究参加当時 修士課程2年）、丸山　涼　（研究参加当時 修士課程2年）、RIAS 松浦　裕　特別研究員が、JST産学共創基礎基盤研究プログラムの研究課題 「永久磁石の微細組織とその局所磁気特性の解析による高保磁力化の指針構築」（JPMJSK1617）の下で実施したものです。今回の研究成果は、米国物理学協会の学術雑誌「Applied Physics Letters」オンライン版に7月15日に掲載予定です。

図１ 異方性(Sm, Ce)₂(Co, Fe, Cu, Zr)₁₇磁石のバルク磁化曲線(a)。Co L₃ XMCD比を用いた磁区像の外部磁場依存性、外部磁場=+5.0 T (b)、-0.4 T (c)、-0.5 T (d)、-1.1 T (e)。結晶粒内に磁化反転が進展した領域の拡大図(f)。磁化曲線の場所依存性、結晶粒界(g)、粒界三重点(h)、結晶粒界から結晶粒内に向かって磁化反転が進展した位置(i)、非磁性相から結晶粒内に向かって磁化反転が進展した位置(j)、結晶粒内(k)、局所磁化曲線の全体平均(l)。

【用語解説】

※１．大型放射光施設SPring-8
理化学研究所が所有する兵庫県の播磨科学公園都市にある世界最高性能の放射光を生み出す大型放射光施設で、利用者支援などはJASRIが行っています。SPring-8の名前はSuper Photon ring-8 GeVに由来。SPring-8では、放射光を用いてナノテクノロジー、バイオテクノロジーや産業利用まで幅広い研究が行われています。

※２．走査型軟Ｘ線磁気円二色性（Soft X-ray Magnetic Circular Dichroism: Soft XMCD）顕微分光
X線磁気円二色性とは、磁化した磁性体を透過する円偏光X線の吸収係数が左・右円偏光で差を生じる現象です。走査型軟Ｘ線磁気円二色性顕微分光では、光源に100 nm程度に集光された軟X線を用い、照射位置を二次元的に走査して左・右円偏光による吸収の差を測定することにより、磁気モーメントの配向する領域、すなわち磁区を可視化します。また、磁性体の局所領域における磁化曲線の測定が可能です。

※３．サマコバ磁石
Sm₂Co₁₇系、または、SmCo₅系のサマリウム・コバルト磁石（Sm-Co磁石）の名称を簡略化した呼称。

詳細（プレスリリース本文）※2020年7月14日に訂正版へ差替

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＜訂正前＞
今回の研究成果は、米国物理学協会の学術雑誌「Applied Physics Letters」オンライン版に7月13日に掲載されます。
＜訂正後＞
今回の研究成果は、米国物理学協会の学術雑誌「Applied Physics Letters」オンライン版に7月15日に掲載予定です。

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学 国際放射光イノベーション・スマート研究センター
教授　中村　哲也（ナカムラ　テツヤ）
Mail： tetsuya.nakamura.b5*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学多元物質科学研究所 広報情報室（担当：伊藤）
TEL：022-217-5198
Mail：press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）