2021 Fiscal Year Annual Research Report
Novel magnetic materials generated by a combination of hot spots and enhanced-quantum effects :Development of functional materials for the application of sensors
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19K04496
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安川 雪子 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (10458995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 政信 千葉工業大学, 工学部, 教授 (70296325)
山根 治起 秋田県産業技術センター, 電子光応用開発部, 上席研究員 (80370237)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電気電子材料 / 磁性薄膜 / プラズモン効果 / 貴金属ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TbFeCo磁性膜の磁気光学効果（MOKE）に着目し、高感度、高S／N比、高速センシングを実現する新原理MOKE型・磁気センサの基盤となる「磁気プラズモニック物質」の研究を行った。貴金属ナノ粒子が励起する局在表面プラズモン共鳴（LSPR）により均一な増強電場「ホットスポット」の発生を予測した。このホットスポットによる磁気プラズモニック物質のMOKEの増大を目指した。
本研究ではTbFeCo磁性膜と貴金属ナノ粒子、誘電膜等から構成される磁気プラズモニック物質を設計し、設計した物質の作製と物性評価を行った。過年度では磁気プラズモニック物質の最適構造の設計、貴金属ナノ粒子の微細構造とLSPRの励起状態の相関に重点をおいて研究を実施した。貴金属ナノ粒子を様々な条件下で作製し、ナノ粒子の微細構造イメージを統計処理することによってナノ粒子の平均径や粒子間ギャップを算出した。また分光測定からLSPRの発生状況を検証した。高効率にLSPRを発生する貴金属ナノ粒子のホットスポットを、光学測定から実測・検出することに成功した。
またLSPR励起波長においてホットスポット強度が最大となり、さらにこの波長で磁気プラズモニック物質のMOPKEの増大率が最大となることを明らかとした。従ってLSPRによる増強電場とMOKEの強い相関を実証した。
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