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多層構造による超磁歪軟磁性薄膜材料の開発とそのマイクロ磁気機能性デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 07650371
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

井上 光輝  豊橋技術科学大学, 技術開発センター, 助教授 (90159997)

研究分担者 藤井 寿崇 (藤井 嘉崇 / 藤井 壽崇)  豊橋技術科学大学, 電気・電子工学系, 教授 (90023168)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1996年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1995年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード多層膜 / 磁歪 / 軟磁性膜 / マイクロ磁気デバイス / アクチュエータ素子 / 熱処理 / 磁気異方性 / 微結晶 / 超磁歪 / 軟磁性材料 / スパッタ薄膜 / アモルファス材料
研究概要

研究目的を達成するため以下の手順で研究を行い、超磁歪軟磁性薄膜材料を得るための有用な知見を得た。
1.アモルファスTbFe系単層薄膜の作製とその磁気・磁気弾性特性・・・多層膜作製に先立ち、TbFe及びTb-Ho-Feアモルファス単層薄膜を作製し、その磁気・磁気弾性特性と熱処理効果を調べた。TbFe二元系膜、Tb-Ho-Fe三元系膜について最適組成を探査した結果、前者ではTb_<40>Fe_<60>で、後者ではTb_<27>Ho_<13>Fe_<60>組成のもので最大の磁歪と良好な面内軟磁性をもつことを見出した。また、結晶化温度以下の処理温度で熱処理を施すことで、これら試料の磁気弾性特性が著しく改善できることを見出した。これは主として膜の内部応力緩和によるものと考えられるが、大きな磁歪をもつTbFe_2化合物ナノ結晶の析出の可能性もある。
2.アモルファスTbFe/FeB多層薄膜の作製とその磁気・磁気弾性特性・・・単層膜で得た知見を基礎として、TbFe/FeB/TbFeサンドイッチ構造膜、及びTbFe/FeB多層膜を作製し、その特性を調べた。サンドイッチ膜では、中間FeB層を全体膜厚の10〜40%の厚さに制御することで、TbFe膜に匹敵する磁歪をもちながら保磁力がTbFe単層膜の1/10以下のものが得られ、多層化が超磁歪軟磁気特性をもつ薄膜試料を得る観点から都合がよいことを示した。またTbFe/FeB膜では、Tb及びB元素の熱拡散による膜界面での合金化によって、磁歪特性が損なわれることを見出した。今後より完全な多層薄膜を作製する必要がある。
3.軟磁性・高磁歪薄膜を用いたアクチュエータ素子の基礎特性・・・良好な軟磁性と高磁歪が共存するTb-Ho-Fe単層膜を用いて、キャンチレバ-型のアクチュエータを作製し、その特性を調べた。ベースのカプトン基板に12.5μm厚のものを用いることで100μmに達する変位をもつ薄膜アクチュエータが得られた。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] T.Igari: "Magnetic and magnetoelastic properties of highly magnetostrictive amorphous films with TbFe/FeB/TbFe sandwich structure" Mat. Res. Soc. Symp. Proc.360. 347-352 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Inoue: "Improvement of low field magnetostriction of TbFe sputtered films by thermal annealing" IEEE Trans. Magn.32. 4758-4760 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石井聡: "軟磁性高磁歪Tb-Ho-Fe系アモルファス合金スパッタ薄膜" 電子情報通信学会研究報告. MR95-97, CPM95-135. 49-54 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井上光輝: "アモルファスTbFeスパッタ薄膜の磁気弾性特性と多層化による軟磁性化" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-96-8. 65-72 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石井聡: "マイクロアクアチュエータ用高磁歪軟磁性薄膜" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG96-69. 37-44 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石井聡: "マイクロ・アクチュエータ用希土類・鉄系アモルファス合金スパッタ薄膜" 日本学術振興会第147委員会資料. 13-20 (1996)

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    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Igari, S.Ishii, M.Inoue, and T.Fujii: "Magnetic and magnetoelastic properties of highly magnetostrictive amorphous films with TbFe/FeB/TbFe sandwich structure" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.vol.360. 347-352 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Inoue, M.R.J.Gibbs, and T.Fujii: "Improvement of low field magnetostriction of TbFe sputtered films by thermal annealing" IEEE Trans.Magn.vol.32. 4758-4760 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishii, Y.Kurashima, N.Fujita, M.Inoue, and T.Fujii: "Tb-Ho-Fe amorphous alloy sputtered films with high magnetostriction and soft magnetic properties" Technical Report of IEICE. MR95-97, CPM95-135. 49-54 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Inoue, S.Ishii, N.Fujita, M.R.J.Gibbs, and T.Fujii: "Magnetoelastic properties of TbFe sputtered films and their magnetic softening by multilayr structure" Technical Report of IEE. MAG-96-8. 65-72 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishii, N.Fujita, M.Inoue, and T.Fujii: "Highly magnetostrictive films with soft magnetic properties for micro-actuator applications" Technical Report of IEE. MAG-96-69. 37-44 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishii, S.Yayoi, M.Inoue, and T.Fujii: "Amorphous alloy films with rare-earth and iron systems for micro-actuator applications" Technical Report of JSPS,Research Committee. No.147. 13-20 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Igari: "Magnetic and magnetoelastic properties of highly magnetostricteve amorphous films with TbFe/FeB/TbFe sandwich structure" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.360. 347-352 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Inoue: "Improvement of low field magnetostriction of TbFe sputtered films by thermal annealing" IEEE Trans.Magn.32. 4758-4760 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 石井 聡: "軟磁性高磁歪Tb-Ho-Fe系アモルファス合金スパッタ薄膜" 電子情報通信学会研究報告. MR95-97 CPM95-135. 49-54 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 井上光輝: "アモルファスTbFeスパッタ薄膜の磁気弾性特性と多層化による軟磁性化" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-96-8. 65-72 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 石井 聡: "マイクロアクチュエータ用高磁歪軟磁性薄膜" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-96-69. 37-44 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 石井 聡: "マイクロ・アクチュエータ用希土類・鉄系アモルファス合金スパッタ薄膜" 日本字術振興会 第147委員会資料. 13-20 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Igari: "Magnetic and magnetoelastic properties of highly magnetostrictive amorphous films with TbFe-FeB-TbFe sandwich structure..." Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 360. 347-352 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Inoue: "TbFe/FeB multilayered films with ultra-hugh magnetostriction and soft magnetic properties" Proc. Znd Intern. Symp. on Metallic Multilayers. 5-6 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 松木淳也: "アモルファスFeB/SiN(SiOx)多層スパッタ膜のLove型磁気表面弾性波" 日本応用磁気学会誌. 刷中 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Inoue: "Improvement of low field nagnetostriction of TbFe sputtered films by thermal annealing" IEEE Trans. Magn.印刷中 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 井上光輝: "アモルファスTbFeスパッタ薄膜の磁気弾性特性と多層化による軟磁性化" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-96-8. 65-72 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 石井聡: "軟磁性高磁歪Tb-Ho-Fe系アモルファス合金スパッタ薄膜" 電子情報通信学会技術報告. MR95-97. 49-54 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2021-10-08  

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