2022 Fiscal Year Annual Research Report
トンネル磁気誘電効果を有するナノ複相構造薄膜の新機能生体センサーの展開
| Project/Area Number |
20H02447
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
増本 博 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授 (50209459)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 伸聖 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局等, 研究員 (70205475)
薮上 信 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00302232)
曹 洋 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50804598)
青木 英恵 東北大学, 工学研究科, 講師 (60733920)
池田 賢司 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局, 研究員 (40769569)
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644)
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科, 教授 (60374948)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | ナノ複相構造薄膜 / 新機能物性材料 / トンネル磁気誘電効果 / 生体親和性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究グループは、誘電体セラミックス中に均一に磁性ナノ粒子（直径約数nm）が分散した薄膜である磁性体－誘電体ナノ複相構造薄膜を作製し、これまでの電気磁気材料とは原理的に全く異なった新しい機能変換材料である『トンネル磁気誘電（Tunneling Magneto-Dielectric:TMR）効果」（磁場を印加すると材料の誘電率が磁場の強さに応じて変化する現象。室温で動作する。本研究グループで命名）』を見いだした。本研究は、このTMD効果の特性向上や原理の究明といった基礎研究を進めるとともに、生体センサー等の応用研究という次の段階にステップアップするための基盤的研究を行うことを目的としている。
今年度の成果として、①従来誘電体マトリックスとして用いらたフッ化物（MgF2やBaF2）材料に比べて電気抵抗率が高い材料であるSrF2に着目し、スパッタリング法による高結晶化フッ化ストロンチウム－コバルトナノ複合薄膜の合成を行い、元素添加効果を調べより高いトンネリング磁気誘電効果を得ることに成功した。②誘電体マトリックスとしてフッ化物に代わり窒化物を用いたナノ複相構造薄膜（Co-Si3N4）を作製し、スパッタ中の窒素ガス分圧を変化させることで高いTMD特性を任意の周波数において実現できることを突き止めた。③磁性体－誘電体ナノ複相構造薄膜が生体材料への応用を目指し、得られた試料の生体内安全性を調べた。良好な生体活性を有していることを骨芽前駆細胞および線維芽細胞を用い、in vitroの検討に基づき明らかにした。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 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。
|
