2018 Fiscal Year Annual Research Report
Innvative control method for soft materials based on nanospin dynamics
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17H06227
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木村 崇 九州大学, 理学研究院, 教授 (80360535)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 淳 九州大学, 理学研究院, 講師 (10274424)
大西 紘平 九州大学, 理学研究院, 助教 (30722293)
鴇田 昌之 九州大学, 理学研究院, 名誉教授 (80163963)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 反磁性 / スピン注入 / 接触角 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、高精度で形状制御されたナノ磁性体のスピンが創出する電磁場を用いて、革新的なソフトマテリアルの制御手法を開発することである。具体的には、磁性体表面上の水の濡れ性や対流などを通じて、ナノ磁性体中のスピンと流体が織りなす相互作用を定量的に明らかにし、同現象を各種液体やガス分子などの流体一般の制御技術へと高度化する。さらに、これらの系における量子力学的な相互作用をも引き出し、界面を介したスピン系と流体系の角運動量の受け渡し技術を開発する。流体とナノ磁性体との融合は、ソフトマテリアル系を活用したフレキシブル・スピントロニクスへの展開や特異な表面状態を反映した新量子物性現象など、これまで未開拓の新領域科学に切り込む格好の物質系である。加えて、スピン-動力の直接変換やマイクロ流体発電などの魅力的な工学的応用が期待できる。
二年目は、初年度に特別注文した微量液滴の接触角測定装置を用いて、各種基板表面の接触角やその乾燥過程等を系統的に評価した。加えて、磁性体表面上の磁区構造の違いによる乾燥プロセスの違いなどの観測を目指した。当該装置の性能を十分発揮するには、それなりのスキルが必要であり、引き続き、実験を行う必要がある。これまでのところ、危惧していた磁性体表面の酸化の影響は小さいと考えられる。一方で、水滴の位置合わせに関して、更なる精度が必要であり、今後検討が必要である。また、磁性体表面の水分子の界面状態を記述できる数値プログラミングの開発を引き続き実施した。実験との比較より、計算結果の妥当性を評価する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
特別に注文した接触角計により、高度な実験が可能となったが、水滴の蒸発や位置合わせ精度に少し改善が必要であることが判明した。結果として、多くの人員を注入して、実験を遂行した。また、共同研究者より、カー顕微鏡による磁区構造観察も可能となったので、いち早く、スピン構造と接触角の関係を明確にする。
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| Strategy for Future Research Activity |
微量の水の乾燥に関しては、十分な対策ができておらず、この点を解決するのが、次の課題となる。また、水滴の位置合わせに関しても、少し改善が必要であり、関連のツールを購入して目的の観察実験を実施する。その後、より大きくの試料（磁性体パターン）で実験を実施し、各種の傾向や特徴を見出す。
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