2016 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of magnetic metal-dielectric crystal nano-composite films with multi-functional properties
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26289253
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| Research Institution | Tohoku University |
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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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 伸聖 公益財団法人電磁材料研究所, 電磁気材料グループ, 主席研究員 (70205475)
張 亦文 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (30579959)
池田 賢司 公益財団法人電磁材料研究所, 電磁気材料グループ, 研究員 (40769569)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / 薄膜 / 透明強磁性体 / トンネル磁気光学効果 / トンネル磁気誘電効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は最終年度として、これまで得られた結果を基にして、ナノ複相構造薄膜を作製し、薄膜の光－磁気－誘電複機能物性を評価し、そのメカニズムを明らかにし、研究を総括した。
今年度の大きな成果として、世界で初めての透明強磁性体の開発に成功した。FeCo－AlF3ナノグラニュラー薄膜を作製し、室温で大きな光透過率と強磁性（18 kA/m(0．025 T)）を示し、かつ、透過率が磁場で制御可能な（約0.04％：現在は約0.1％が得られている）新しい磁気-光学効果を示すことを見いだした。この現象をトンネル磁気光学効果と命名し、FeCo合金の強磁性グラニュール間の量子力学的トンネル効果によるスピン依存電荷振動に基づく『トンネル磁気誘電効果』によることを本研究の理論的解析によって明らかにした。それらの成果はScientific Reportsに掲載された。
また、高周波磁気特性およびトンネル磁気誘電効果に関する成果を得た。具体的には、①Co-HfNナノグラニュラー薄膜に、中間層としてHfN層を挿入することにより、軟磁気特性と垂直磁気異方性の制御が可能となり、共振周波数が0.9-2GHzの間を自由に調整可能な高周波軟磁性薄膜の作製に成功した。②ナノ磁性金属としてCoを、セラミックスとしてAlFを用いた多層膜およびナノグラニュラー膜の作製を行い、トンネリング磁気誘電効果の効率を8倍近く向上させることに成功し、Applied Physics Lettersへ掲載されるとともに日本セラミックス協会秋季シンポジウムにおいて最優秀発表賞を受賞した。
以上、本基盤研究Bを総括すると、金属－誘電体ナノ複相構造薄膜を作製し物性の評価を精力的に行った結果、周波数が調整可能な高周波軟磁性材料、世界で初めての透明強磁性体の開発、新規複合機能であるトンネル磁気誘電効果およびトンネル磁気光学効果の発見に成功した。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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