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ナノグラニュラー薄膜の構造制御による複合機能性材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06849
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関公益財団法人電磁材料研究所

研究代表者

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(移行) (40769569)

研究分担者 薮上 信  東北大学, 医工学研究科, 教授 (00302232)
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(移行) (70205475)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードナノグラニュラー薄膜 / 磁気誘電効果 / 誘電率 / 磁気抵抗効果 / ナノグラニュラー材料
研究成果の概要

誘電率や電気伝導性の磁界制御などの従来にない新しい機能性を有する材料の実現を目的として、互いに異なる特性を有するナノグラニュラー膜を積層した薄膜を評価した。ナノグラニュラー薄膜の誘電特性はデバイフローリッヒモデルにより説明が可能であり、磁性金属含有量の異なる層を積層すると、積層界面の数に応じて比誘電率が増加することを見出した。この誘電率の変化は、周波数に対して不変の成分の増加に起因する。磁気誘電効果は積層構造による影響を受けないが、光の周波数帯域においても積層構造による誘電率の増加が保たれていることを確認した。積層構造の形成に伴う積層界面における電気分極の形成が影響していると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来のナノグラニュラー薄膜は、磁性金属と絶縁体マトリックスの比率によってその特性の大半が決定され、支配的な制御要因となっていた。今回の検討では、積層構造の形成により誘電率の増加が確認された。この結果は、積層構造の形成に伴う内部構造の変化によって特性制御が可能であることを示すものであり、ナノグラニュラー構造の新たな制御要因を見出した点でその学術的意義は大きい。積層構造による誘電率の制御は、今後の光学応用にとっても有用な結果である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] 窒化物をマトリックスとしたナノグラニュー薄膜の磁気光学効果2019

    • 著者名/発表者名
      池田賢司、小林伸聖、荒井賢一
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-19-90 ページ: 63-68

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 金属-セラミックスナノグラニュラー薄膜の磁気-誘電効果2019

    • 著者名/発表者名
      小林伸聖
    • 雑誌名

      日本磁気学会第224回研究会資料

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] FeCo-(Al,Y-F)系ナノグラニュラー薄膜の巨大ファラデー効果2018

    • 著者名/発表者名
      小林伸聖、池田賢司、Bo Gu、増本博、高橋三郎、前川貞通
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: MAG-18-77 ページ: 79-84

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Magnetoelectric effect in nanogranular FeCo-MgF films at GHz frequencies2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ikeda, Nobukiyo Kobayashi, Ken-Ichi Arai, Shin Yabukami
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 446 ページ: 80-86

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Giant Faraday Rotation in Metal-Fluoride Nanogranular Films2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi N.、Ikeda K.、Gu Bo、Takahashi S.、Masumoto H.、Maekawa S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 4978-4978

    • DOI

      10.1038/s41598-018-23128-5

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FeCo-MgFナノグラニュラー薄膜の高周波磁気誘電効果2017

    • 著者名/発表者名
      池田賢司,小林伸聖,薮上信,荒井賢一
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-17-088 ページ: 11-16

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高光透過率を有するFeCo-BaF系ナノグラニュラー膜の巨大ファラデー効果2019

    • 著者名/発表者名
      小林伸聖、池田賢司、岩佐忠義、荒井賢一
    • 学会等名
      平成31年度電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Co-SiNナノグラニュラー薄膜の磁気光学効果2019

    • 著者名/発表者名
      池田賢司、小林伸聖、荒井賢一
    • 学会等名
      平成31年度電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SiNマトリックスナノグラニュー薄膜の磁気光学効果2019

    • 著者名/発表者名
      池田賢司、小林伸聖、荒井賢一
    • 学会等名
      第43回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 窒化物をマトリックスとしたナノグラニュラー薄膜の磁気光学効果2019

    • 著者名/発表者名
      池田賢司、小林伸聖、荒井賢一
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] FeCo-(Al,Y-F)系ナノグラニュラー薄膜の巨大ファラデー効果2018

    • 著者名/発表者名
      小林伸聖、池田賢司、Bo Gu、増本博、高橋三郎、前川貞通
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属-フッ化物系ナノグラニュラー膜の巨大ファラデー効果2018

    • 著者名/発表者名
      小林伸聖,池田賢司,顧波,高橋三郎,増本博,前川禎通
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FeCo-MgFナノグラニュラー薄膜における高周波TMD効果2017

    • 著者名/発表者名
      池田賢司,小林伸聖,薮上信,荒井賢一
    • 学会等名
      第41回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] FeCo-MgFナノグラニュラー薄膜の高周波磁気誘電効果2017

    • 著者名/発表者名
      池田賢司,小林伸聖,薮上信,荒井賢一
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 小林伸聖,池田賢司,増本博,高橋三郎,前川禎通2017

    • 著者名/発表者名
      光透過性を有する磁性金属-フッ化物 ナノグラニュラー膜の磁気光学効果
    • 学会等名
      第41回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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