ホロコーン・フーコー法は、新しく開発されたTEMによる磁区観察法である。この方法は、理研 の原田らと、大阪府立大学の森教授らによって行なわれ、2019年に発表された。私は、この方法 で実験したことは一度もないので、文献からの紹介ができるだけである。磁区と、磁壁の像を 同時にかつ焦点の合った高い空間分解能で、観察できる新しい磁区観察方法として紹介されて いる。しかしながら、この方法を紹介ている文献によれば、実験は、対物レンズを オフにしているということなので、そのことと、磁区の高い空間分解能とが、どの 様にして、両立したのかわからない。 　通常、TEMの場合は図2、STEMの場合は、図3のような磁場シールド型の対物レンズを 用いて磁区観察をおこなっている。試料を鉄のポールピースの中に入れて、磁場は、 試料より下だけ、又はその前後のみにかかるようなポールピースを用いて行われる。 単に、対物レンズをオフにしただけでは、試料に掛かる磁場を零にすることは 出来ない。なぜならば、レンズの構造は、コイルが作る磁場をその周りのヨーク が拾って、ポールピースのギャップに集中して当てるように作られているからである。 このため、対物レンズの電流を零にしても、対物レンズの鉄心が持っている残留磁場が、 磁気回路によって、レンズのギャップに集中して掛かるからである。そのため、対物 レンズのヨークに残った残留磁場を消磁してからでなければ、試料には、この残留 磁場が、ヨークの構造によって試料上に集中して注がれることになる。従って 、以前に実験を行なった人の実験条件に依存した磁場が、集中して試料にかかる ことになるはずである。そして、もう一つの心配は、試料に対するビームの 傾斜照明がレンズを構成する鉄の残留磁場がレンズの構造によって、試料に集中 して当たるため、この方法は、ホローコーン照明と言って、試料上の一点に対して 、色々な方向からビームを照射しながら、TEM像を観察する方法である。即ち、試料 に対して、傾いた方向から電子ビームを試料上の一点に当てる手法である。いま、 対物レンズのコイル電流を零にした時の対物レンズの持つ残留磁場は、対物レンズ を使用した最後の条件によって、色々な残留磁場の状態に置かれていると 考えられる。ホローコーン照明というのは、試料上の一点に対して、色々な方向から 向きを変えながら、ビームを照射する方法である。そうだとすれば、ビームの角度を 色々に変える偏向コイルと、試料の間の関係はどうでも良いわけではなく、決められて いると思えるので、対物レンズが作る試料より上の磁場分布が、ホローコーンの照射 条件を決めているのではないかと思われるので、ビームの照射条件が、前日にその 顕微鏡を使用した人の実験条件に依存するようになるはずである。そのような不安定 な条件の下で、実験がうまくいくとは考えられないので、一番良いのは、磁気シールド を施した対物レンズを用いることだと思う。但し、磁気シールドは、交流磁場を 用いても、厚いヨークの中に交流磁場は、入っていかないので、直流磁場を極性を 変えながら次第に小さくしていかなければならないので、その装置は、別途用意 しなければ似らない。磁気シールドポールピースを新たに作るのと、直流消磁機 を新たに作るのとでは、その手間は、同じ程度かもしれないが、消磁作業を毎回 やる手間よりも、ポールピースを入れ替える方が簡単でもあり、精度も高い実験が 出来るのではないかと思う。

文献 Hollow-cone Foucault imaging method Ken Harada, Atsushi Kawaguchi, Atsuhiro Kotani, Yukihiro Fujibayashi, Keiko Shimada1 and Shigeo MoriApplied Physics Express 12, 042003 (2019)