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Verification for boosting performance of electro-magnetostrictive multiferroic device to practical stage

Research Project

Project/Area Number 26870030
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Composite materials/Surface and interface engineering
Physical properties of metals/Metal-base materials
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

Kubota Takeshi  弘前大学, 北日本新エネルギー研究所, 准教授 (70400405)

Research Collaborator FURUYA Yasubumi  
YUBUTA Kunio  
KIMURA Natsuko  
FUKUOKA Shuta  
IJLAL Hasif  
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsマルチフェロイック素子 / 磁歪 / アモルファス合金 / 発電 / マルチフェロイック / 磁歪合金 / 複合材料 / 誘電体 / エネルギーハーベスト / 磁気センサ / マルチフェロイック材料 / 磁歪材料 / 電歪材料 / 磁界発電 / 非平衡相 / 組織制御
Outline of Final Research Achievements

Enhancement of the magnetostriction and thickening for the magnetostrictive layer and structural optimization as a stacked device have been investigated with a purpose of the boosting generation output of the electro-magnetostrictive multferrioc device as passive-typed electromagnetic field sensor / magnetic field energy-harvester operating.
An Fe-Si-B-P amorphous alloy with a combination of good permeability, relatively high magnetostriction and high grass-forming ability was adopted for magnetostrictive layer. As the results, the critical thickness of the long melt-spun ribbon with single amorphous phase was reached 170 um, and generation output of the device improved with increase the thickness of the ribbon i.e. magnetostrictive layer was confirmed. Additionally leveraging in-plane magnetostriction increase of the annealed ribbon in consequence of partially crystallization only near the surface of the ribbon, enhancement of the output generation of the device has been confirmed.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 電歪複合型パッシブ磁界センサの高性能化にむけた非晶質系磁歪層の構造制御2015

    • Author(s)
      久保田 健, 木村 奈津子, 古屋 泰文
    • Journal Title

      第24回MAGDAコンファレンス講演論文集

      Volume: 24 Pages: 101-104

    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 形状と構造の最適化によるアモルファス系磁歪薄帯を用いた磁界発電素子の高出力化2016

    • Author(s)
      久保田 健, 木村 奈津子, Ijlal Hasif, 古屋 泰文
    • Organizer
      日本金属学会2016年春期講演大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(葛飾区)
    • Year and Date
      2016-03-23
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  • [Presentation] 材料開発から環境発電デバイス・システム開発へ磁性材料と電磁デバイスの開発2016

    • Author(s)
      久保田 健
    • Organizer
      NPO法人CAE懇話会 東北ブロック第26回東北CAE懇話会
    • Place of Presentation
      弘前市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] FeSiPB/PZT/FeSiPB マルチフェロイック・コンポジットのエネルギーハーベスティング特性2015

    • Author(s)
      久保田 健, 木村 奈津子, 古屋 泰文
    • Organizer
      第25回MRS-J年次大会
    • Place of Presentation
      波止場会館(横浜)
    • Year and Date
      2015-12-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 磁歪/電歪複層素子FeSiBP/PZT の生成電圧におよぼす磁歪層の影響2015

    • Author(s)
      久保田 健, 木村 奈津子, 古屋 泰文, 湯葢 邦夫
    • Organizer
      第14回日本金属学会東北支部研究発表大会
    • Place of Presentation
      弘前大学(弘前)
    • Year and Date
      2015-12-04
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Improvement of Generation Output in Multi-ferroic FeSiBP/PZT/FeSiBP Composite with Thick Magnetostrictive Layer2015

    • Author(s)
      Takeshi Kubota, Shuta Fukuoka and Yasubumi Furuya
    • Organizer
      IUMRS-ICAM2015
    • Place of Presentation
      済州島(韓国)
    • Year and Date
      2015-10-25
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁歪/電歪複合型パッシブ磁界センサの高性能化にむけた非晶質系磁歪層の構造制御2015

    • Author(s)
      久保田 健, 木村 奈津子, 古屋 泰文
    • Organizer
      第24回MAGDAコンファレンス in Tohoku
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台)
    • Year and Date
      2015-10-12
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  • [Presentation] アモルファス磁歪合金薄帯/PZT積層型マルチフェロイック素子の高出力化にむけた磁歪層の組織制御2015

    • Author(s)
      久保田 健, 木村 奈津子, 古屋 泰文
    • Organizer
      日本金属学会2015年秋期講演大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2015-09-16
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  • [Presentation] 磁歪/圧電複合素子の出力電圧・電力におよぼす磁歪層の設計と特性2015

    • Author(s)
      久保田 健、福岡 修太、古屋 泰文
    • Organizer
      日本金属学会2015年春季講演大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2015-03-20
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  • [Presentation] FeSiBP/PZT/FeSiBP積層型ME磁気センサの磁歪層厚みと熱処理の効果2014

    • Author(s)
      福岡 修太、木村 奈津子、久保田 健、古屋 泰文
    • Organizer
      日本金属学会2014年秋季講演大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-09-25
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Remarks] 弘前大学北日本新エネルギー研究所年報

    • URL

      http://njrise.cc.hirosaki-u.ac.jp/archives/4870

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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