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金属ガラスにおける構造緩和、局所構造、および物性の相関

研究課題

研究課題/領域番号 15F15373
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 金属物性・材料
研究機関東北大学

研究代表者

平田 秋彦  東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (90350488)

研究分担者 JIAO WEI  東北大学, 材料科学高等研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-10-09 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード金属ガラス / 逆スピンホール効果 / 結晶化 / ガラス転移 / 構造緩和 / ポーラス材料 / 相分離 / 薄膜 / 多層膜
研究実績の概要

最終年度は、逆スピンホール効果を利用した金属ガラス薄膜の構造変化のモニタリング手法を開発した。特に、金属ガラスの結晶化プロセスに関して、逆スピンホール効果により検出する方法を示した。結晶化は金属ガラスにとって最も重要な構造変化であり、これはガラス状態に関する特性の劣化を示すものである。特にスパッタリング法で作製するような超薄膜の場合では、金属ガラス相の結晶化に関する構造変化をリアルタイムに観察することは、熱分析の代わりとなる汎用性のあるプローブがないため困難となる。また通常、ガラス転移温度および結晶化温度は、超薄膜の場合、試料表面での高い原子移動度に起因して、バルク試料のそれよりもはるかに低くなることが知られている。本研究では、金-シリコン2元系金属ガラスにおける逆スピンホール効果を用いて結晶化プロセスを敏感にモニターすることができており、結晶化相よりも金属ガラス相の方がはるかに大きな値を示すことが明らかとなった。また、電気抵抗と比較して、逆スピンホール電圧の変動量は約1桁大きく、これは電子スピンプローブの感度が極めて高いことを示している。本研究によって、スピントロニクスデバイスに応用できるようなスピン電荷変換効率の高い新規な準安定相を設計する新たな道が開かれ、さらに逆スピンホール効果を新たなプローブとして金属ガラスにおける様々な構造相転移挙動を検出することが可能となることが期待される。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Tunable Nanoporous Metallic Glasses Fabricated by Selective Phase Dissolution and Passivation for Ultrafast Hydrogen Uptake2017

    • 著者名/発表者名
      Wei Jiao, Pan Liu, Huaijun Lin, Wei Zhou, Zhi Wang, Takeshi Fujita, Akihiko Hirata, Hai-Wen Li, and Mingwei Chen
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 29 号: 10 ページ: 4478-4483

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b01038

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intrinsic correlation between β-relaxation and spatial heterogeneity in a metallic glass2016

    • 著者名/発表者名
      F. Zhu, H. K. Nguyen, S. X. Song, Daisman P.B. Aji, A. Hirata, H. Wang, K.Nakajima, and M. W. Chen
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Tunable nanoporous metallic glasses by selective phase dissolution and passivation for ultrafast hydrogen uptake2017

    • 著者名/発表者名
      W. Jiao, A. Hirata, M. W. Chen
    • 学会等名
      The AIMR International Symposium 2017
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2017-02-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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