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局所磁気特性制御技術及びその計測手法の確立と高機能薄膜磁気デバイスへの適用

研究課題

研究課題/領域番号 19H02147
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21030:計測工学関連
研究機関岩手大学

研究代表者

菊池 弘昭  岩手大学, 理工学部, 准教授 (30344617)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード磁気異方性 / 磁気薄膜 / 局所制御 / 磁気デバイス / 磁性薄膜
研究開始時の研究の概要

本研究では磁性薄膜に対して、局所的に電流を印加した場合のジュール熱とレーザー光源を利用したレーザー加熱を組み合わせた局所加熱及び温度制御の可能性を検討する。また、ジュール熱発生のために印加する電流による局所磁界と永久磁石による一定磁界を組み合わせた局所磁気飽和技術を検討する。それら2つの技術を融合させることで、局所領域の磁気異方性制御技術を実現することを目的とする。関連して、磁気特性制御のため局所的に磁化曲線や透磁率を評価可能なよう磁気光学技術及び高周波磁気計測技術を併用して局所磁気特性をその場で計測可能なシステムを構築する。さらに, その技術を薄膜磁気デバイスの高機能化に適用する。

研究成果の概要

局所的に電流を印加して加熱するジュール加熱の薄膜への適用性を検討して, 温度制御の可能性を明らかにした。続いて, ジュール熱発生のために印加する電流が作る局所磁界と永久磁石による一定磁界を組み合わせた局所磁気飽和技術と融合させることで, 局所領域の磁気異方性制御技術が可能であることを明らかにした。その技術に基づき, 薄膜磁気インピーダンス素子を例に, 簡便な磁気異方性制御技術を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

薄膜磁気デバイスにおける磁気異方性の制御は, 成膜時あるいは, 基板上で一方向の制御に限られていたが, 本研究成果は装置構造の工夫により任意の方向に異方性を付与できることを示したものであり, 磁気デバイス作製法に新たな可能性を与える。また, 一方向に制御の場合においては, 高真空で大電力を消費し, 長時間で大型炉を必要としたのに対して, 本成果はコンパクトなポータブルな装置提供を可能にし, 消費電力も極めて少なくて済み, 工業応用上インパクトのある成果である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Controlling the magnetoimpedance property of thin-film elements using Joule heating2022

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, A. Ueno, M. Tanii
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 58 号: 8 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tmag.2022.3151985

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 薄膜磁気インピーダンス素子におけるジュール加熱を用いた簡易な磁気異方性制御2021

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 上野明続, 谷井雅
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: MAG-21-164 ページ: 61-64

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Changes in properties of thin-film magnetoimpedance element by Joule heating2021

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, Y. Urakawa, M. Tanii
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 539 ページ: 168356-168356

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2021.168356

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MHzからGHz帯で数100%のインピーダンス変化率を有する磁性薄膜微細素子2021

    • 著者名/発表者名
      谷井雅, 菊池弘昭
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: MAG-21-131 ページ: 51-55

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Controlling of magnetoimpedance property of thin-film element using Joule-heating2022

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, A. Ueno, M. Tanii
    • 学会等名
      Joint MMM/Intermag Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジュール加熱による薄膜磁気インピーダンス素子の特性変化2021

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 浦河芳樹
    • 学会等名
      第33回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD33)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 薄膜磁気インピーダンス素子におけるジュール加熱を用いた簡易な磁気異方性制御2021

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 上野明続, 谷井雅
    • 学会等名
      マグネティックス/マイクロマシン・センサシステム/バイオ・マイクロシステム合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MHzからGHz帯で数100%のインピーダンス変化率を有する磁性薄膜微細素子2021

    • 著者名/発表者名
      谷井雅, 菊池弘昭
    • 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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 小型化した単層薄膜磁気インピーダンス素子の変化率2021

    • 著者名/発表者名
      谷井雅, 菊池弘昭
    • 学会等名
      第45回日本磁気学会学術講演
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Changes in property of thin-film magnetoimpedance element by Joule heating2020

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, Y. Urakawa, M. Tanii
    • 学会等名
      JEMS2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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