| 研究課題/領域番号 |
20H02424
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分26010:金属材料物性関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
藤枝 俊 大阪大学, 大学院工学研究科, 特任准教授(常勤) (60551893)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 磁性・電子・情報材料 / 逆磁歪効果 / 振動発電 / 磁歪 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性体に応力を印加すると磁気的性質が変化する現象は逆磁歪効果と呼ばれ、それを利用した振動発電は身の回りの振動から無線送信が可能な電力を高効率に発電できるため、革新的なエネルギーハーベスティング技術としてIoTへの応用が期待されている。本研究では、比較的小さな磁歪のFe-Si合金単結晶の逆磁歪効果を明らかにし、その発現機構を解明する。さらに、Fe-Si合金単結晶を振動発電デバイスに搭載して発電特性を評価し、逆磁歪効果との相関を明確にする。得られた結果に基づいてデバイスに搭載したFe-Si合金単結晶の逆磁歪効果を制御することで発電特性の向上を実現し、巨大逆磁歪材料を創製する。
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| 研究成果の概要 |
Fe-Ga合金の逆磁歪効果を利用した振動発電は、身の回りの振動を電気エネルギーに変換できるエネルギーハーベスティング技術として注目されている。本研究では、まず、Fe-Ga合金と比較して磁歪は小さいが飽和磁化および磁化率は大きいFe-Si合金に着目し、現在最も有望視されているユニモルフU字型デバイスを用いて、その振動発電特性に及ぼす結晶方位の影響を明らかにした。また、逆磁歪効果の評価システムの構築にも取り組み、逆磁歪効果に起因した磁束密度変化の直接測定に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来、振動発電用の材料である逆磁歪材料として、磁歪の大きな磁歪材料の応用が注目されてきたが、本研究により磁歪の小さい材料でも応用の可能性があることが明らかになった。また、本研究で独自に構築した評価システムにより、逆磁歪効果の詳細な検討が可能であることを示した。これらの成果により逆磁歪材料の開発が進展し、振動発電デバイスの多様な利用方法および利用環境に合わせて最適な材料が選択できるようになれば、振動発電エナジーハーベスティングのさらなる普及が期待される。
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