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フレキシブル基板を利用した歪みによる磁気特性の制御とその応用

Research Project

Project/Area Number 17J03125
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied materials
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

太田 進也  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords逆磁歪効果 / フレキシブル / 磁気トンネル接合 / 微細構造分光 / 磁気弾性効果 / フレキシブル基板
Outline of Annual Research Achievements

昨年度のフレキシブル基板上へのトンネル磁気抵抗(TMR)素子の直接作製に引き続きアニール条件などを調査したところ、最大で200%程度のTMR比が450℃のアニールで実現できることが分かった。更に、1.6%の引張歪みを1000回印加した後も特性が劣化することのない実用的な素子であることが確認された。また、一部の試料では引張歪みを印加した際に、非常に大きな抵抗変化とそれに伴う高いゲージ率(最大で約1000)が確認された。フレキシブルTMR素子は従来より磁場センサや情報記録デバイスとして応用されてきた、もしくは応用が検討されているが、そういったデバイスがフレキシブル基板上にも作製できることを示し、フレキシブルエレクトロニクス分野とスピントロニクス分野の融合領域の今後の発展に欠かせない成果である。またこのフレキシブルTMR素子が歪みセンサとしても利用可能であることを示したことで、単なる二分野の融合というだけではなくそれによる新たな技術の芽を見出したと言える。
またフレキシブル基板上の磁性薄膜の原子レベルの歪みを放射光を用いることで観察した。上記のようなフレキシブルスピントロニクスデバイスにおいては、基板に加わった歪みがどれだけ磁性層に伝わり、磁性がどれだけ影響を受けるかが重要である。今まであまり用いられてこなかったフレキシブルデバイスにおいてそのような基礎的な調査をした例はなく、非常に価値のある情報である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] CoFeB/MgO-based magnetic tunnel junction directly formed on a flexible substrate2019

    • Author(s)
      Ota Shinya、Ono Masaki、Matsumoto Hiroki、Ando Akira、Sekitani Tsuyoshi、Kohno Ryuhei、Iguchi Shogo、Koyama Tomohiro、Chiba Daichi
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 12 Issue: 5 Pages: 053001-053001

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab0dca

    • NAID

      210000135692

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Strain-induced switching of heat current direction generated by magneto-thermoelectric effects2019

    • Author(s)
      S. Ota. K. Uchida, R. Iguchi, P. V. Thach, H. Awano, D. Chiba
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 131197-131197

    • DOI

      10.1038/s41598-019-49567-2

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Flexible CoFeB/MgO-based magnetic tunnel junctions annealed at high temperature (?350?°C)2019

    • Author(s)
      Ota S.、Ando A.、Sekitani T.、Koyama T.、Chiba D.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 115 Issue: 20 Pages: 202401-202401

    • DOI

      10.1063/1.5128952

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A flexible exchange-biased spin valve for sensing 2 strain direction2019

    • Author(s)
      H. Matsumoto, S. Ota, A. Ando, and D. Chiba
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 印刷中 Issue: 13

    • DOI

      10.1063/1.5091033

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A flexible giant magnetoresistive device for sensing strain direction2018

    • Author(s)
      S. Ota, A. Ando, and D. Chiba
    • Journal Title

      Nature Electronics

      Volume: 1 Issue: 2 Pages: 124-129

    • DOI

      10.1038/s41928-018-0022-3

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Direct formation of CoFeB/MgO-based mugnetic tunnel junction on flexible substrate2019

    • Author(s)
      Shinya Ota
    • Organizer
      Joint European Magnetic Symposia
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High temperature annealing of flexible magnetic tunnel junction2019

    • Author(s)
      Shinya Ota
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Extended X-ray Absorption Fine Structure Spectroscopy for Flexible Spintronics2019

    • Author(s)
      Shinya Ota
    • Organizer
      Annual conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フレキシブル基板上に製膜した強磁性金属なの薄膜の引張応力下でのXAFS測定2019

    • Author(s)
      太田進也
    • Organizer
      実用スピントロニクス新分野創生研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Flexible strain direction sensing devices based on magnetoresistive and magnetoelastic effects2018

    • Author(s)
      Shinya Ota
    • Organizer
      Joint Europian Magnetic Symposia
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 巨大磁気抵抗効果を用いた歪みの検出2017

    • Author(s)
      太田進也・生津資大・安藤陽・小山知弘・千葉大地
    • Organizer
      日本機械学会 2017年度年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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