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2009 Fiscal Year Annual Research Report

金属窒化物のレーザー熱分解法によるメタマテリアル生成

Research Project

Project/Area Number 20655045
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

吉川 信一  Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (10127219)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鱒渕 友治  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80466440)
Keywords3d遷移金属窒化物 / 熱分解 / グラニュラー / レーザー描画 / 微細構造 / メタマテリアル
Research Abstract

3d遷移金属窒化物は熱準安定性であり、数百℃以上に加熱すると窒素を放出して遷移金属が析出する。析出を制御してできる遷移金属の微細な構造によって発現する性質を利用するメタマテリアルを目指して研究を進め、以下のような研究成果を上げることができた。
1)高周波スパッタ法で石英ガラス基板上に成膜したウルツ鉱型Al_<0.5>Fe_<0.5>N薄膜を450~600℃でポストアニールして、α-Fe微粒子がAlN中に分散したグラニュラー薄膜を得た。これらのグラニュラー薄膜はマイクロ波領域で強磁性共鳴を示すところから、負の透磁率が実規した。なおα-Fe微粒子粒子径の関係で、450℃でアニールした場合に最も大きな共鳴吸収が観測された。
2)熱拡散性のよいAlNを下地膜とした石英ガラス基板上に成膜した閃亜鉛鉱型Fe_<0.7>Al_<0.3>N薄膜(約2kΩ)に、窒素雰囲気中で波長809nmの半導体レーザーを出力2.5W、走査速度1mm/sでレーザー描画して、線幅200μmで導電性の良いα-Feの微細線(約300Ω)を引くことができた。金属中ではプラズマ周波数以下では誘電率が負になる。
これらの負の透磁率を負の誘電率と組み合わせることによって、負の屈折率が実現できると考えられる。

  • Research Products

    (3 results)

All 2010 2009

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Sputter Deposition of Fe-Co Nitride for Ferromagnetic Granular Nitride Thin Film2010

    • Author(s)
      K.Sakon, Y.Hirokawa, Y.Masubuchi, S.Kikkawa
    • Journal Title

      Mater.Sci.Forum. 631-632

      Pages: 327-331

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 遷移金属窒化物の熱準安定性を用いた磁性体微構造薄膜の形成2010

    • Author(s)
      齋藤亮治, 鱒渕友治, 本橋輝樹, 吉川信一, 佐々木正秀
    • Organizer
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
    • Year and Date
      2010-01-12
  • [Presentation] 窒化物系材料の電磁気的超機能性と合成法2009

    • Author(s)
      吉川信一
    • Organizer
      東北大学多元物質科学研究所 窒化物ナノ・エレクトロニクス材料研究センター ワークショップ・第2回次世代窒化物討論会
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス(仙台市)
    • Year and Date
      2009-08-28

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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