| Project/Area Number |
22K18962
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
|
|---|
| Keywords | 光電変換 / 渦状磁気配列 / 磁気トロイダル / 光電流 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では、既存の光電変換メカニズムとは全く異なる、ナノ磁性体で発現する空間反転対称性を破る磁気秩序（渦状磁気配列）による新規光電変換（磁気光電変換）を開拓する。磁気シミュレーションおよび微細加工技術を用い、ナノ磁性体の大きさ・形状・配列・周期・膜厚などを精密制御することで多彩な渦状磁気配列を実現する。これにより、磁気光電変換機能を系統的かつ包括的に調べ、「磁気光電変換」を利用した新型太陽電池の開発に道を拓く。
|
| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we aimed to develop a new principle of photoelectric conversion, which converts light energy into electrical energy. The results revealed that magneto-photoelectric conversion can occur by using nanomagnets. Detailed measurements clearly showed that the origin of this phenomenon is the magnetic order (vortex-like magnetic arrangement) that breaks space inversion symmetry in nanomagnets. This finding is the first in the world to clearly demonstrate a novel photoelectric conversion function that is entirely different from conventional solar cells that utilize semiconductor p-n junction interfaces.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、半導体p-n接合界面や強誘電体におけるバルク光起電力効果などのこれまで知られている光電変換原理ではなく、ナノ磁性体中に発生する渦状磁気配列による磁気光電変換を世界で初めて明瞭に観測することに成功したことに意義がある。今後は、ナノ磁性体の大きさ・形状・周期・配列・膜厚などを変えることで、渦状磁気配列による磁気光電変換の巨大化を目指す。また、本研究で観測した磁気光電変換は、渦状磁気配列の直接的かつ高感度なプローブとしての利用も期待される。
|
