2022 Fiscal Year Final Research Report

Deployment of nanocomposite thin films with tunnel magneto-dielectric effect as novel functional biosensors

Research Project

PDF

Project/Area Number	20H02447
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	Masumoto Hiroshi 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 / 新複機能物性材料 / トンネル磁気誘電効果 / 生体親和性
Outline of Final Research Achievements	The "tunnel magneto-dielectric (TMD) effect" that can control the dielectric constant by changing the magnetic field found by our group can be generated by nano-composite films in which magnetic-metal nano-particles are dispersed in a ceramic matrix. In this study, we aimed to conduct fundamental research to step up the nano-composite films to the next stage of applied research for new biosensors, and clarified that it has biosafety and bioactivity. In addition, as peripheral technologies, we have succeeded in fabricating organic nanocomposite thin films using organic matter as a matrix, compositionally graded nano-composite films that can be used in a wide band, and spherical particle-dispersed nano-composite films that enhance the directivity of properties.
Free Research Field	ナノ複合機能材料学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究では、本グループが発見した「トンネル磁気誘電効果」および「トンネル磁気光学効果」を発現するナノ複相構造薄膜の応用化を目指し、生体センサとし活用できる基盤的研究を行った。重要な要素である生体安全性、生体活性などが良好であることを確認できた。さらにナノ複相構造薄膜の周辺技術の開発や特性向上などの成果も上げることが出来たことから、今後ナノ複相構造薄膜を用いた、全く新しいコンセプトに基づく磁気・光・誘電電子デバイスなどが創出される原動力になると予想される。特に本研究期間中に作製技術を確立した、非球体粒子分散ナノ複相構造薄膜は、トンネル効果を利用した新しい特性を有する材料創製の起点になりうる。