2022 Fiscal Year Annual Research Report
軟磁性微粒子の高周波帯域における磁気損失の起源解明とその設計手法の開発
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20H02179
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岡本 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (10292278)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島津 武仁 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授 (50206182)
吉田 栄吉 東北大学, 産学連携先端材料研究開発センター, 特任教授 (70500867)
田丸 慎吾 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (70773802)
菊池 伸明 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80436170)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 軟磁性 / 高周波 / 磁気特性 / パワーデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
5G通信における信号品質の確保やパワーデバイスのスイッチング周波数の高周波化に伴い、MHzからGHz帯域での軟磁性微粒子の磁気損失制御が重要な課題となっている。現状ではデバイス実装が先行しており、この周波数帯域における磁気損失に関する学術的理解はほとんど進んでいない。これまでは軟磁性微粒子の集合組織での特性が評価されてきたのみであるが、本研究においては、その構成要素である単一軟磁性微粒子の高周波特性を詳細に調べ、その磁気損失の起源解明を第一の目的としている。次に、この単一軟磁性微粒子の結果を集合組織に反映させる解析理論モデル構築を第二の目的としている。昨年度までに単一軟磁性粒子の高周波磁気損失特性について詳細に調べ、複数の損失モードについての物理起源を明らかにすることが出来た。本年度は、集合組織の高周波磁気損失起源について詳細に検討し、その磁化過程に基づいた損失モデルを構築した。測定はセンダスト圧粉コアを用いて行い、低周波域から高周波領域までブロードバンドで透磁率ならびに損失計測手法を確立した。低周波域では一般的な2巻線法を用い、高周波領域では共振法を用いて測定し、これらのデータがスムーズに接続できることを確認した。さらに透磁率の磁場依存性挙動から、磁場に依存しない可逆成分と磁場に依存する不可逆成分の透磁率に分離した。これらの成分分離した透磁率を用いて、ブロードバンド計測された磁気損失の成分分離を計算し、実測値を高い精度で再現できることを確認した。また実効磁壁を仮定したモデルによってもブロードバンド磁気損失データを解析し、磁化過程による成分分離解析と一致する結果を得た。本成果は、これまでの現象論的な損失解析に代わる解析モデルとして有用であることを実証することができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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