
技术摘要:
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 全部
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
技术实现要素:
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 4 CN 111556963 A 说 明 书 2/9 页 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。 图3表示扫描电子显微镜控制装置的二次电子自旋图像取得/分析画面的例子。 图4A表示磁畴壁宽度分析的例子中的磁化的实测值。 图4B表示用三角函数拟合图4A所示的磁化的实测值所得的线。 图4C表示用近似函数拟合对图4A所示的磁化的实测值进行微分所得的值的线。 图5A表示磁畴壁宽度分析的例子中的在检测出的磁畴壁位置进行分析的方向的 例子。 图5B表示图5A所示的方向上的分析结果。 图6A表示应变分布分析例子中的磁化成分图像。 图6B表示在图6A的磁化成分图像中连接相同的磁畴壁宽度的位置所得的图像。 图6C表示根据图6B的图像生成的应变分布图像。 图7表示扫描电子显微镜控制装置的二次电子自旋图像分析画面的例子。 图8A表示试样内的应变的定量分析例子的磁化成分图像。 图8B表示图8A的磁化成分图像的磁畴壁分析结果的例子。 图9表示考虑到视野内的材料种类、结晶性、晶向的偏差的分析例子。