[发明专利]扫描电子显微镜和分析二次电子自旋极化的方法

说明书

本发明的扫描电子显微镜具备：自旋检测器，其测定从试样释放的二次电子自旋极化；分析装置，其对上述自旋检测器的测定数据进行分析。在上述测定数据中，上述分析装置确定上述二次电子自旋极化局部性变化的区域的宽度。并且，上述分析装置根据上述区域的宽度，对上述试样的应变进行评价。通过上述扫描电子显微镜的结构，能够在磁性材料中高精度地进行应变的分析。

技术领域

本发明涉及扫描电子显微镜和分析二次电子自旋极化的方法。

背景技术

在扫描电子显微镜中，有检测来自作为试样的磁性材料的二次电子的自旋极化而进行磁化映射的方法(例如参照专利文献1)。磁化的根源是材料内部的电子具有的自旋极化，已知在电子作为二次电子向试样外释放时，大致保持该自旋极化。

因此，如果将二次电子输送到自旋检测器而测定自旋极化，则能够评价二次电子释放点的磁化。另外，如果通过一次电子线扫描试样表面，顺序地测定二次电子的自旋极化，则能够进行扫描范围内的磁化映射。该方法作为自旋极化扫描电子显微镜(自旋SEM)而公知，具有分辨率高达10nm水平、能够三维地检测全部磁化方向等特长。此前，在磁记录材料、永磁铁材料等磁器件的评价、基础磁性的领域中得到了灵活利用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/059057号公报

发明内容

发明要解决的课题

已知存在于材料内的应变(strain)对钢铁材料、磁铁材料的特性产生大的影响。例如在结构材料中应变成为劣化的起因，在磁性材料中使磁化的各向异性、透磁率变化。即它们与结构材料的寿命、或电动机的消耗功率直接相关，应变的控制、其测定对于上述材料的开发极其重要。但是，另一方面，应变的定量测定或分布状态的评价并不简单。

当前存在通过EBSD(Electron Back Scattered Diffraction：电子背散射衍射)测定栅格常数的编号、方位差的方法(KAM法：Kernel Average Misorientation法)，但现状是检测极限为0.01％左右的应变量。另外，钢铁材料的主成分是铁，因此大多具有磁性，特别对于电磁钢板等，正在尝试通过磁畴观察而取得与应变有关的信息。

磁畴的大小、形状由于应变而变化，因此通过作为使用了光学显微镜的磁畴观察装置的Kerr效应显微镜等，评价应变。但是，在该方法中，难以进行应变的定量评价，而能够判别广视野中的应变的偏向的程度。随着钢铁材料、磁铁材料的性能的提高，需要更详细地进行材料内的应变的评价，要求高精度的检测方法。

因此，希望一种能够分析钢铁材料、磁铁材料的应变而提示其分布或应变量的装置、或其分析办法。

用于解决课题的方法

本发明的一个实施例是扫描电子显微镜，具备：自旋检测器，其测定从试样释放的二次电子自旋极化；分析装置，其对上述自旋检测器的测定数据进行分析，其中，上述分析装置进行如下动作：在上述测定数据中，确定上述二次电子自旋极化局部性变化的区域的宽度，根据上述区域的宽度，对上述试样的应变进行评价。

发明效果

根据本发明的一个实施例，能够在磁性材料中高精度地进行应变的分析。

附图说明

图1A表示具有二次电子的自旋极化检测功能的扫描电子显微镜的概要图。

图1B表示扫描电子显微镜的运算显示装置的结构例子。

图2A表示有应变的坡莫合金的二次电子自旋极化映射图像、磁畴壁宽度测定结果。

图2B表示无应变的坡莫合金的二次电子自旋极化映射图像、磁畴壁宽度测定结果。