バルクナノメタルの磁気・電気物性の新開拓と粒界制御への挑戦

• Project Area: Bulk Nanostructured Metals -New Metallurgy of Novel Structural Materials
• Project/Area Number: 25102709
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 美藤 正樹 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60315108)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000); Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2013: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: バルクナノメタル / 巨大ひずみ / 高保磁場 / 永久磁石 / 静水圧力実験 / グレイン / 粒界組織 / ひずみ / 高圧力 / 超伝導体 / 磁気測定

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ナノサイズ（粒径10nm以下）とバルク（粒径10μm以上）の中間サイズである“バルクナノ領域”における結晶粒・粒界の物性を、新たな電気・磁気計測の研究対象にし、これまで組織制御・強度追究に焦点が当たっていた研究分野に新たな電子物性を芽生えさせることを目的とした研究である。まず、成果の一つとして、Dyフリーの等方性NdFeBボンド磁石の静水圧力効果を通じて、NdFeB結晶子内の構造制御による保磁場向上に成功した。具体的な成果は、保磁場と結晶子サイズの相関を明らかにしたことである。また、工業用アルミニウムのARB加工材に非接触電気伝導測定を実施し、材料組織の中で大角粒界密度が電気伝導性に大きな影響を与えることを明らかにし、非接触電気伝導測定の有用性を証明することに成功した。さらに、超伝導体レニウムのHPT加工処理材については、巨大ひずみ印加による結晶単位胞の膨張が著しい超伝導転移温度の上昇を発現することを明らかにし、静水圧力印加が必ずしも超伝導状態制御に有効でないことを実証した。そして、銀のHPT加工材については、巨大ひずみ印加直後のTEM観察では把握できなかった組織変化の存在を非接触電気伝導測定を通じて明らかにした。このように、バルクナノ材料の研究分野に、我々独自の電気磁気測定法を適用し、当該分野に魅力的なマテリアルサイエンスが埋もれていることを実験的に証明することに成功した。今後は、第一原理計算の研究者と連携を密にすることによって、本研究で発掘した物理現象をサイエンスとして成熟させていきたい。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Size Dependence of Crystal Structure and Magnetic Properties of NiO Nanoparticles in Mesoporous Silica (2015)
  • Author(s): T. Tajiri, S. Saisho, M. Mito, H. Deguchi, K. Konishi, and A. Kohno
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry Volume: 119 Issue: 2 Pages: 1194-1200
  • DOI: 10.1021/jp5112372
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Ferromagnetically Coupled Fe42 Cyanide-Bridged Nanocage (2015)
  • Author(s): S. Kang, H. Zheng, T. Liu, K. Hamachi, S. Kanegawa, K. Sugimoto, Y. Shiota, S. Hayami, M. Mito, T. Nakamura, M. Nakano, M. Baker, H. Nojiri, K. Yoshizawa, C. Duan, and O. Sato
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 6 Issue: 1 Pages: 5955-5955
  • DOI: 10.1038/ncomms6955
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of ultrasonic strain on p-type silicon wafers (2014)
  • Author(s): K. Tsuruta, M. Mito, T. Nagano, Y. Katamune, and T. Yoshitake
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. Volume: 53 Issue: 7S Pages: 07KC07-07KC07
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kc07
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ultrasonic strain effects on Bi2223 cuprate superconductors (2014)
  • Author(s): K. Irie, M. Mito, T. Nagano, K. Tsuruta, and S. Nobukiyo
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. Volume: 53 Issue: 7S Pages: 07KC05-07KC05
  • DOI: 10.7567/jjap.53.07kc05
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Pressure dependence of Tc in LnFeAsO1-y (Ln = La, Ce, Nd, Tb) (2014)
  • Author(s): N. Takeshita, K. Miyazawa, A. Iyo, S. Furuta, M. Mito, and H. Eisaki
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series Volume: 568 Issue: 2 Pages: 22047-22047
  • DOI: 10.1088/1742-6596/568/2/022047
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Motor-driven Abrupt Anisotropic Shape Change in a Single Crystal of a Ni Complex (2014)
  • Author(s): Z.-S. Yao, M. Mito, T. Kamachi, Y. Shiota, K. Yoshizawa, N. Azuma, Y. Miyazaki, K. Takahashi, K. Zhang, T. Nakanishi, S. Kang, S. Kanegawa, O. Sato
  • Journal Title: Nature Chem. Volume: 6 Issue: 12 Pages: 1079-1083
  • DOI: 10.1038/nchem.2092
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Electronic and Magnetic Structure of Neutral Radical FBBO (2014)
  • Author(s): S. M. Winter, A. Mailman, R. T. Oakley, K. Thirunavukkuarasu, S. Hill, D. E. Graf, S. W. Tozer, J. S. Tse, M. Mito, and H. Yamaguchi
  • Journal Title: Phys. Rev. B Volume: 89 Issue: 21 Pages: 21440-21440
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.214403
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of selective lattice deformation on YbBa2Cu4O8 and YBa2Cu3O7 epitaxial films (2014)
  • Author(s): M. Mito, H. Matsui, T. Imakyurei, H. Deguchi, T. Horide, K. Matsumoto, A. Ichinose,Y. Yoshida
  • Journal Title: Applied Physics Letters Volume: 104 Issue: 10 Pages: 102601-102601
  • DOI: 10.1063/1.4867907
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effective Disappearance of the Meissner Signal in the Cuprate Superconductor YBa2Cu4O8 under Uniaxial Strain (2014)
  • Author(s): Masaki Mito, Takumi Imakyurei, Hiroyuki Deguchi, Kaname Matsumoto, Hiroshi Hara, Toshinori Ozaki, Hiroyuki Takeya, and Yoshihiko Takano
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 83 Issue: 2 Pages: 23705-23705
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.023705
  • NAID: 210000132940
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic Memory in a Ceramic YBCO Superconductor Composed of Sub-micron-size Grains (2013)
  • Author(s): H. Deguchi, T. Ashida, M. Syudo, M. Mito, S. Takagi, M. Hagiwara, K. Koyama
  • Journal Title: Journal of the Korean Physical Society Volume: 62 Issue: 12 Pages: 1832-1835
  • DOI: 10.3938/jkps.62.1832
• [Presentation] 巨大ひずみ加工処理されたアルミニウム材における非接触電気伝導測定 (2014)
  • Author(s): 吉田武史、針尾健介、鶴田一樹、美藤正樹、宮崎陽司、寺田大将、辻 伸泰
  • Organizer: 日本物理学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 崇城大学
  • Year and Date: 2014-12-06
• [Presentation] Bi2223 の超伝導転移における動的構造変調効果 (2014)
  • Author(s): 堀部純平、鶴田一樹、美藤正樹
  • Organizer: 日本物理学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 崇城大学
  • Year and Date: 2014-12-06
• [Presentation] 超伝導体レニウムにおける巨大ひずみ加工の効果 (2014)
  • Author(s): 美藤正樹、松井英明、中村和磨、山口富子、白川直樹、足立大樹、山崎徹、岩岡秀明、生駒嘉史、堀田善治
  • Organizer: 日本金属学会第155回秋期講演大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2014-09-25
• [Presentation] 巨大ひずみ加工処理された超伝導体レニウムの超伝導特性 (2014)
  • Author(s): 美藤正樹、松井英明、出口博之、中村和磨、白川直樹、足立大樹、山崎徹、岩岡秀明、生駒嘉史、堀田善治
  • Organizer: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] 巨大ひずみ加工処理されたレニウムの磁気測定 (2014)
  • Author(s): 美藤正樹、松井英明、皆川信洋、鶴田一樹、出口博之、山口富子、白川直樹、岩岡秀明、生駒嘉史、足立大樹、山崎徹、堀田善治
  • Organizer: 日本物理学会2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2014-09-07
• [Presentation] Magnetization measurements of isotropic Nd-Fe-B magnet powders at high pressure (2014)
  • Author(s): H. Goto, M. Mito, M. Naito, H. Deguchi, and K. Konishi
  • Organizer: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • Place of Presentation: 福岡大学
  • Year and Date: 2014-08-28
• [Presentation] Ti合金製ダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧力下磁化曲線測定 (2013)
  • Author(s): 後藤弘樹、長井宏輔、鶴田一樹、美藤正樹、出口博之
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋の分科会
  • Place of Presentation: 徳島大学
• [Presentation] NiOナノ結晶の高圧力下構造解析 (2013)
  • Author(s): 美藤正樹、田尻恭之、香野淳、中村和磨、出口博之
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋の分科会
  • Place of Presentation: 徳島大学
• [Presentation] Ultrasonic strain effects on Bi2223 cuprate superconductors (2013)
  • Author(s): K. Irie, M. Mito, T. Nagano, K. Tsuruta, S. Nobukiyo
  • Organizer: The 34th Symp. on Ultrasonic Electronics (USE2013)
  • Place of Presentation: 同志社大学
• [Presentation] Effect of ultrasonic strain on p-type silicon wafers (2013)
  • Author(s): K. Tsuruta, M. Mito, T. Nagano, Y. Katamune, T. Yoshitake
  • Organizer: The 34th Symp. on Ultrasonic Electronics (USE2013)
  • Place of Presentation: 同志社大学
• [Presentation] Nd-Fe-B系磁石の保磁場に対する圧力効果 (2013)
  • Author(s): 後藤弘樹、鶴田一樹、美藤正樹、出口博之、内藤正路、小西健介
  • Organizer: 第119回日本物理学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 久留米工業大学