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金属ガラスにおける構造緩和、局所構造、および物性の相関

Research Project

Project/Area Number 15F15373
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Physical properties of metals/Metal-base materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

平田 秋彦  東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (90350488)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) JIAO WEI  東北大学, 材料科学高等研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-10-09 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords金属ガラス / 逆スピンホール効果 / 結晶化 / ガラス転移 / 構造緩和 / ポーラス材料 / 相分離 / 薄膜 / 多層膜
Outline of Annual Research Achievements

最終年度は、逆スピンホール効果を利用した金属ガラス薄膜の構造変化のモニタリング手法を開発した。特に、金属ガラスの結晶化プロセスに関して、逆スピンホール効果により検出する方法を示した。結晶化は金属ガラスにとって最も重要な構造変化であり、これはガラス状態に関する特性の劣化を示すものである。特にスパッタリング法で作製するような超薄膜の場合では、金属ガラス相の結晶化に関する構造変化をリアルタイムに観察することは、熱分析の代わりとなる汎用性のあるプローブがないため困難となる。また通常、ガラス転移温度および結晶化温度は、超薄膜の場合、試料表面での高い原子移動度に起因して、バルク試料のそれよりもはるかに低くなることが知られている。本研究では、金-シリコン2元系金属ガラスにおける逆スピンホール効果を用いて結晶化プロセスを敏感にモニターすることができており、結晶化相よりも金属ガラス相の方がはるかに大きな値を示すことが明らかとなった。また、電気抵抗と比較して、逆スピンホール電圧の変動量は約1桁大きく、これは電子スピンプローブの感度が極めて高いことを示している。本研究によって、スピントロニクスデバイスに応用できるようなスピン電荷変換効率の高い新規な準安定相を設計する新たな道が開かれ、さらに逆スピンホール効果を新たなプローブとして金属ガラスにおける様々な構造相転移挙動を検出することが可能となることが期待される。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Tunable Nanoporous Metallic Glasses Fabricated by Selective Phase Dissolution and Passivation for Ultrafast Hydrogen Uptake2017

    • Author(s)
      Wei Jiao, Pan Liu, Huaijun Lin, Wei Zhou, Zhi Wang, Takeshi Fujita, Akihiko Hirata, Hai-Wen Li, and Mingwei Chen
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 29 Issue: 10 Pages: 4478-4483

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b01038

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Intrinsic correlation between β-relaxation and spatial heterogeneity in a metallic glass2016

    • Author(s)
      F. Zhu, H. K. Nguyen, S. X. Song, Daisman P.B. Aji, A. Hirata, H. Wang, K.Nakajima, and M. W. Chen
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tunable nanoporous metallic glasses by selective phase dissolution and passivation for ultrafast hydrogen uptake2017

    • Author(s)
      W. Jiao, A. Hirata, M. W. Chen
    • Organizer
      The AIMR International Symposium 2017
    • Place of Presentation
      Sendai
    • Year and Date
      2017-02-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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