| 研究課題/領域番号 |
21K04152
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 富山大学 |
|---|
研究代表者 |
赤丸 悟士 富山大学, 学術研究部理学系, 助教 (10420324)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
|
|---|
| キーワード | 磁性多層膜 / 水素 / 磁気抵抗 / 水素化物 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
磁性体と非磁性体を交互にナノメートルオーダーで積層した磁性多層膜は、互いの磁性層の間に相互作用が働き、それぞれの層の磁化方向が制御される。その磁化方向は一般に磁場で制御されるが、この制御を水素により行えるデバイスの実証を行う。磁性多層膜の非磁性層に水素を可逆的に吸収放出する材料を用いることで、水素ガスの有無により電磁気物性が変化する磁性多層膜を構築する。また、利用する材料のスクリーニングを電子状態計算により行うことで、材料の最適化を行い、デバイス設計の指針を示す。
|
| 研究成果の概要 |
水素吸蔵合金であるVを非磁性層に用いたFe/V磁性多層膜を作成し、その磁気抵抗の水素濃度依存性を調べた。V層1.8 nmのFe/V多層膜では、窒素雰囲気下では磁気抵抗に巨大磁気抵抗効果が見られた。一方で窒素―水素混合ガスの下では、巨大磁気抵抗効果が水素濃度に対して急激に減少し、水素濃度4％程度で消失した。V膜厚を2.4nmに変えると、窒素雰囲気下では巨大磁気抵抗効果は見られないが、水素濃度0.2％程度で巨大磁気抵抗効果が表れた。これらの振る舞いは、V層が水素化した際の電子構造の変化が主に影響していることがわかった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
磁性多層膜への水素導入による物性制御は、水素センサや水素によるスイッチングの素子としての利用が期待できる。しかし、これまで水素吸蔵合金の電磁気特性や水素吸収放出を利用したデバイス構築といった研究報告例は少ない。水素吸収と物性変化の相関関係とその原因を調べることは水素吸蔵合金の学理を追求するのに重要であり、また上記したセンサやスイッチング阻止の開発につながると考えている。
|
