Three-dimensional magnetic modification by using energy in-plantation process and its device aplication
| Project/Area Number |
20K12497
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University (2022)
Osaka Prefecture University (2020-2021) |
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Principal Investigator |
松井 利之 大阪公立大学, 国際基幹教育機構, 教授 (20219372)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 史説 大阪公立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20275291)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 照射誘起強磁性 / イオン注入 / 磁性ナノ粒子 / 磁気改質 / 高エネルギーイオンビーム / 照射効果 / XMCD / クラスターイオン |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，高エネルギーマイクロイオンビームとクラスターイオンビーム照射を利用した3次元局所傾斜磁気構造構築技術を開発し，新たな動作原理を持つ磁気交換結合素子へ展開するという新規な磁気応用機能開拓を行うことを目的とする．
反強磁性－強磁性メタ磁気相転移を示すFeRh合金に対し，描画機能を持つ高エネルギーマイクロイオンビーム照射を利用したマスクレスナノスケール局所磁気構造作成技術と，クラスターイオン照射による極表面領域での深さ方向への傾斜磁気機能改質技術を融合する技術開発を行うことを目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初計画した研究最終年度にあたり，照射誘起強磁性薄膜材料の放射光XMCDを用いた3次元磁気構造解析の研究成果のとりまとめを実施するべく論文執筆にとりかかったが，解析手法のさらなる検討に時間を要し投稿には至らず，引き続き検討を要する状況となった．なお，主な実験結果はすでに得られていることから，今後は定量的な解析をすすめるとともに，成果報告に向けた準備を進める．また，新規なデバイス構造の構築に向けた機能性デザインに関して，磁気構造の面からの考察も併せて検討を行うことを計画している．
3次元磁気構造の一部を担い，キャップ層やボトム層としても活用することを計画している複合ナノクラスター磁性材料に対する検討も引き続き取り組んでいる．シリカ中にFeイオンを多様な条件でインプランテーションした試料に，ポストプロセスとして重金属イオンを照射し，磁気構造の作成と磁気特性の変化を考察したその結果，ポストプロセスにおける重イオン照射によって，当初の磁性クラスター構造を意図的に制御し得ることを明らかにし，論文の執筆を行った．合わせて，構造の定量化にも取り組み，構造制御手法に関する検討を行っている．
また，昨年度導入した電磁波解析計算プログラムを活用し，モデルケースとし構造体のモデリングとその周囲の電磁波分布や振動などを計算し可視化することも継続的に取り組んでいる．なおこれらの成果の取りまとめには，もう少し時間がかかるため，研究期間の延長申請を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2022年度は大阪府立大学と大阪市立大学が統合した大阪公立大学の開学初年度であり，副学長業務が極めて多忙となり，十分な時間を研究に割くことができなかったた．合わせてコロナウィルス感染症の影響により，実験結果の議論が十分にすすまず，海外での成果報告もできなかた．このため1年間の研究期間の延長を申請した．
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| Strategy for Future Research Activity |
延長した2023年度においては，3次元磁気プロファイリングを定量的評価手法に関する，国際会議発表と論文発表を成果報告として行い予定である．主要な実験はすでに修了しており，解析を継続的に進める予定である．磁性ナノ粒子の合成実験については，引き続き検討及び実験を進め，国際会議に結果報告の予定である．
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Report
(3 results)
Research Products
(15 results)
