| Project/Area Number |
22K18903
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Shiratsuchi Yu 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70379121)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | 磁性材料 / 薄膜 / エピタキシャル成長 / 成長プロセス / 複合酸化物 / スピントロニクス / 結晶成長 |
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| Outline of Research at the Start |
磁性材料（磁石）は代表的な機能性材料であり、モーターや発電機等の電力機器から、ハードディスクドライブ等の情報処理デバイスまで広く利用されている。現在の磁性材料は、鉄やコバルトを母体として必要な磁気特性を実現している。これは、単体で磁石となる元素が限られる（鉄、コバルト、ニッケルのみ）ことによる。つまり、これらの元素を用いずに磁石を生成することが出来れば、従来の磁石材料の開発指針を覆すとともに、材料選択の幅と機能性を飛躍的に増大させることができる。本研究では、単独では磁石にならないクロムと主成分とした薄膜化し、薄膜の成長過程で生じる表面サイト選択を利用することで、新規な磁性材料を開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Magnetic materials are widely used in electric power device and information technology. The conventional magnetic materials are typically composed of iron (Fe) or cobalt (Co), and the alloying with the dopants realize the suitable magnetic properties. In other words, if the ferromagnetic ordering without using Fe and Co, the concept can overcome the conventional strategy to make the magnetic materials, and it expands the material choice significantly. In this work, we realized the macroscopic magnetization in Al-doped Cr-oxide film by controlling the thin film growth process, and elucidated the mechanism for the macroscopic magnetization to emerge.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究での成果は、従来、磁石の主成分とされてきた鉄（Fe）、コバルト（Co）を用いずまた、自然界に多く存在する酸化物に対して、非磁性元素を添加することで強磁性材料を得ることができることを示したものである。特に、本研究で使用した材料はクロム（Cr）とアルミニウム（Al）によって構成される酸化物であることから、貴金属やレアアースを使用していないことから、元素戦略・磁性材料の選択制を各段に拡げるものとなる。
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