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高周波ミリ波吸収磁性物質の創成

Research Project

Project/Area Number 10J00922
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

生井 飛鳥  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords磁性酸化物 / ミリ波呼吸 / 自然共鳴現象 / ナノ微粒子 / 磁気光学効果 / ミリ波吸収
Research Abstract

本研究では、高周波ミリ波吸収特性を示すイプシロン型酸化鉄(ε-Fe_2O_3)をベースとした新規ミリ波吸収体の開発、およびテラヘルツ磁気光学効果の測定とデバイスの創製を目的に研究を行った。平成23年度に実施した研究について以下に述べる。
(1)自然共鳴の高周波化およびサブテラヘルツファラデー効果の観測:H22年度に引き続き、ロジウム置換型ε-Fe_2O_3の合成に関する研究を行った。その結果、よりロジウム置換を進めた物質を合成することができ、さらに保磁力が向上したことが分かった。
(2)自然共鳴現象の温度依存性:(1)に関連して、ε-Fe_2O_3およびその金属置換体における高周波ミリ波吸収メカニズムを検討するために、172GHzという高周波ミリ波領域に自然共鳴を示すε-Al_<0.06>Fe_<1.94>O_3について、ミリ波吸収スペクトルの温度依存性を測定し、得られたスペクトルを解析した。各測定温度でローレンツ型の共鳴吸収ピークが観測された。スピン再配列現象によって共鳴周波数及びスペクトル半値幅が変則的な温度依存性を示すことを見出した。
(3)高い電磁波吸収効率を示す物質の開発:電磁波吸収強度は電磁波吸収体の形状によって大きく影響を受けるため、電磁波吸収体の形状を考慮することが重要である。その計算の準備段階として、必要となるε-Fe_2O_3およびその金属置換体のミリ波領域の透磁率についてスピンの運動方程式を用いた解析を行い、透磁率を理論的に再現することができた。これにより、ミリ波領域での電磁波吸収体の設計が可能になった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本課題の目的に掲げている自然共鳴の高周波化を実現するためには、保磁力の向上が有効であるが、本年度はこれを達成することができた。また、アルミニウム置換型イプシロン酸化鉄におけるミリ波吸収スペクトルの温度依存性の測定から、その特異な磁気異方性の温度依存性が観測されたことは、イプシロン型酸化鉄の高周波ミリ波吸収のメカニズムを明らかにするうえで重要な知見が得られたと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

本研究代表者は東京大学大学院理学系研究科への就職により、平成23年11月15日をもって特別研究員を中途辞退しました。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (12 results) Patent(Industrial Property Rights) (5 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Anomalous behavior of high-frequency zero-field ferromagnetic resonance in aluminum-substituted ε-Fe_2O_32012

    • Author(s)
      M.Yoshikiyo, A.Namai, M.Nakajima, T.Suemoto, S.Ohkoshi
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 111 Issue: 7

    • DOI

      10.1063/1.3677763

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The phase transition of ε-In_xFe_<2-x>O_3 nanomagnets with a large thermal hysteresis loop2012

    • Author(s)
      K.Yamada, H.Tokoro, M.Yoshikiyo, T.Yorinaga, A.Namai, S.Ohkoshi
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 111 Issue: 7

    • DOI

      10.1063/1.3672075

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mossbauer study of ε-Al_xFe_<2-x>O_3 nanomagnets2012

    • Author(s)
      K.Yamada, H.Tokoro, M.Yoshikiyo, T.Yorinaga, A.Namai, S.Ohkoshi
    • Journal Title

      Hyperfine interaction

      Volume: 205 Issue: 1-3 Pages: 117-120

    • DOI

      10.1007/s10751-011-0442-1

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Millimeter Wave Ferromagnetic Absorption of Epsilon Aluminum Iron Oxide Nano Ferrites2011

    • Author(s)
      M.N.Afsar, K.A.Korolev, A.Namai, S.Ohkoshi
    • Journal Title

      IEEE Trans.Magn.

      Volume: 47 Issue: 10 Pages: 2588-2591

    • DOI

      10.1109/tmag.2011.2158529

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A millimeter-wave tunable electromagnetic absorber based on ε-AlxFe^<2-x>O_3 nanomagnets2011

    • Author(s)
      Z.Li, K.A.Korolev, M.N.Afsar, A.Namai, S.Ohkoshi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Magnetics

      Volume: 47 Pages: 333-336

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magneto absorption measurements of nano-size ε-AlxFe_<2-x>O_3 powder materials at millimeter wavelengths2011

    • Author(s)
      M.N.Afsar, Z.Li, K.A.Korolev, A.Namai, S.Ohkoshi
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 109

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrafast time domain demonstration of bulk magnetization precession at zero magnetic field ferromagnetic resonance induced by terahertz magnetic field2010

    • Author(s)
      M.Nakaj ima, A.Namai, S.Ohkoshi, T.Suemoto
    • Journal Title

      Optical Express

      Volume: 18 Pages: 18260-18268

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ε-Fe_2O_3 : An advanced nanomaterial exhibiting giant coercive field, millimeter-wave ferromagnetic resonance, and magnetoelectric coupling2010

    • Author(s)
      J.Tucek, R.Zbofil, A.Namai, S.Ohkoshi
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 18 Pages: 18260-18268

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      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 金属置換型イプシロン酸化鉄の合成と高周波ミリ波領域における磁気光学効果の観測2012

    • Author(s)
      生井飛鳥、大越慎一
    • Organizer
      平成23年度低温センター研究交流会
    • Place of Presentation
      東京大学(口頭発表)
    • Year and Date
      2012-03-05
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Magnetic properties and zero-field ferromagnetic resonance in metal substituted ε-Fe_2O_3 nanomagnets anomalous behavior of high-frequency ferromagnetic resonance caused by spin-reorientation phenomenon2012

    • Author(s)
      A.Namai, S.Ohkoshi
    • Organizer
      UT-SNU-NTU Joint Symposium 2012
    • Place of Presentation
      Tokyo (Japan)(Poster presentation)
    • Year and Date
      2012-02-06
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Anomalous behavior of high-frequency ferromagnetic resonance caused by spin-reorientation phenomenon2011

    • Author(s)
      A.Namai, S.Umeda, S.Sakurai, M.Nakajima, T.Suemoto, S.Ohkoshi
    • Organizer
      56th Annual conference on magnetism and magnetic material
    • Place of Presentation
      Arizona (USA)(Oral presentation)
    • Year and Date
      2011-11-03
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 高保磁力を示すe-Rh_xFe_<2-x>O_3ナノ磁性体の合成2011

    • Author(s)
      生井飛鳥、梅田小矢佳、桜井俊介、中嶋誠、末元徹、後藤崇、吉田貴行、宮崎達郎、大越慎一
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学(口頭発表)
    • Year and Date
      2011-09-23
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] High-frequency millimeter wave magnetooptic effect in metal-substituted e-Fe_2O_32011

    • Author(s)
      A.Namai, S.Kurahashi, K.Matsumoto, T.Goto, M.Nakajima, T.Suemoto, S.Ohkoshi
    • Organizer
      Synthesis, crystal structure, magnetic properties, and millimeter wave absorption properties of metal substituted e-Fe_2O_3 nanomagnets", International Symposium on Advanced Complex Inorganic Nanomaterials
    • Place of Presentation
      Namur (Belgium)(Poster presentation)
    • Year and Date
      2011-09-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] High-frequency millimeter wave magnetooptic effect in metal-substituted e-Fe_2O_32011

    • Author(s)
      A.Namai, S.Sakurai, S.Ohkoshi
    • Organizer
      France-Japan Coordination Chemistry Symposium
    • Place of Presentation
      Rennes (France)(Poster presentation)
    • Year and Date
      2011-06-30
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ε-RhxFe_<2-x>O_3ナノ磁性体の合成とその室温巨大保磁力2011

    • Author(s)
      生井飛鳥, 梅田小矢佳, 桜井俊介, 中嶋誠, 末元徹, 後藤崇, 吉田貴行, 宮崎達郎, 大越慎一
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      日本化学会第91春季年会
    • Year and Date
      2011-03-11
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Millimeter wave absorption of Aluminum-substituted ε-Fe_2O_3 nanomagnets2010

    • Author(s)
      A.Namai, S.Sakurai, M.Nakajima, T.Suemoto, T.Goto, K.Matsumoto, S.Ohkoshi
    • Organizer
      2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      Hawaii convention center, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2010-12-18
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Huge coercive field on metal substituted ε-Fe_2O_32010

    • Author(s)
      A.Namai, S.Umeda, S.Sakurai, M.Nakajima, T.Suemoto, S.Ohkoshi
    • Organizer
      55th Annual conference on magnetism and magnetic material
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency Hotel Conference Centre, Atlanta, USA
    • Year and Date
      2010-11-16
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属置換型ε-Fe_2O_3ナノ磁性体のサブテラヘルツ波吸収メカニズム2010

    • Author(s)
      生井飛鳥, 中嶋誠, 末元徹、大越慎一
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-23
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 新奇磁性酸化物Al置換型ε-Fe_2O_3のサブテラヘルツ波帯自然共鳴2010

    • Author(s)
      生差飛鳥, 中嶋誠, 末元徹、大越慎一
    • Organizer
      第71回日本応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-14
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属置換型ε-Fe_2O_3の高周波ミリ波透磁率と磁気光学効果の観測2010

    • Author(s)
      生井飛鳥, 倉橋真司, 松本和幸, 後藤崇, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
    • Organizer
      第34回日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2010-09-06
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 探針および磁気力顕微鏡2011

    • Inventor(s)
      大越慎一, 生井飛鳥, 所裕子, 山岡武博
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学, エスアイアイ・ナノテクノロジー
    • Industrial Property Number
      2011-262329
    • Filing Date
      2011-11-30
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 出願中につき非公開

    • Inventor(s)
      生井飛鳥, 他6名
    • Industrial Property Rights Holder
      生井飛鳥, 他6名
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 出願中につき非公開

    • Inventor(s)
      生井飛鳥, 他3名
    • Industrial Property Rights Holder
      生井飛鳥, 他3名
    • Industrial Property Number
      2010-143834
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 出願中につき非公開

    • Inventor(s)
      生井飛鳥, 他3名
    • Industrial Property Rights Holder
      生井飛鳥, 他3名
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 出願中につき非公開

    • Inventor(s)
      生井飛鳥, 他3名
    • Industrial Property Rights Holder
      生井飛鳥, 他3名
    • Industrial Property Number
      2010-286599
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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