| 研究課題/領域番号 |
19H00825
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
白土 優 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70379121)
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| 研究分担者 |
遠藤 恭 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50335379)
中谷 亮一 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60314374)
豊木 研太郎 大阪大学, 工学研究科, 助教 (90780007)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
46,280千円 (直接経費: 35,600千円、間接経費: 10,680千円)
2021年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2020年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2019年度: 23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円)
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| キーワード | 磁性 / スピントロニクス / 反強磁性 / 電界 / 電気磁気効果 / Cr2O3 / 磁性材料 / 反強磁性薄膜 / ダイナミクス / スピンダイナミクス / 電界効果 / 薄膜 / 反強磁性体 / スピン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超スマート社会においては、利用する周波数帯によって必要な情報を選択的に検出・処理している。今後、例えば、人とモノの弁別などのようにテラヘルツ領域で動作可能なデバイス・材料が必須となる。現在のデバイスの主要要素である磁性体においては、強磁性体のスピン動作周波数はGHz領域にあることが主であるが、反強磁性体は強磁性体比較して約3桁の高速動作が可能である。一方、反強磁性スピンは従来制御不能なものとされており、現在までに反強磁性スピンダイナミクスを制御した例はない。本研究では、特に、電気磁気効果を示すCr2O3を反強磁性スピンダイナミクスの検出とその電界制御を最大の目標とする。
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| 研究成果の概要 |
磁性材料は、モーター・発電機やMRIなどの医療機器、デジタルデータの保存（ハードディスクドライブ）などの電子材料など、広く産業に利用されている重要材料である。本研究では、この内、電子デバイスの更なる高性能化を目指して、これまでは制御が出来ないとされてきた反強磁性体と呼ばれる磁石に付かない材料の特性制御について検討した。特に、従来の磁石材料を凌駕すると期待される、電界を用いた高速かつ低電力での磁性の制御を主眼とした研究を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究代表者は、反強磁性体の一つであるクロム酸化物（Cr2O3）を用いることで、磁石に付かない磁気特性（反強磁性）を電界（電圧）によって制御できることを見出してきた。本研究は、この成果を発展させ、従来の磁石材料の駆動エネルギーの約1/10～1/100となる約1 kJ/m3での駆動を達成した。また、その際の駆動速度は、従来材料とほぼ同等であり、速度の劣化が生じない。さらに、制御エネルギーの障壁がどこにあるかも明らかにし、更なる低エネルギー駆動と高速化の指針を得ることにも成功した。
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