| 研究課題/領域番号 |
21K04165
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 九州大学 (2022-2023)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2021) |
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研究代表者 |
昆 竜矢 九州大学, 工学研究院, 助教 (00780199)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 軟磁性材料 / Mhz帯高周波材料 / 希土類－鉄ー窒素 / MHz帯磁心材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
GaN電子デバイスは高周波のパワーエレクトロニクス用デバイスとして今後大きく市場が伸長すると予測されている。GaN回路の高周波化には併せて受動部品の高周波化が必要になるが、現状、これに対応できる磁心材料はない。提案者は、Nd2Fe17N3材料の10MHz領域での磁心材料としての可能性を見出した。本材料は13.56MHzにおける損失が極めて小さいことが確認され10MHz以上で使用できることが明らかになった。本研究は、この成果をもとに優れた材料が存在しない10-100MHz領域でも使用可能な希土類-鉄-窒素高周波材料の性能向上およびその低損失メカニズムの解明を試みる。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、高周波デバイスでの利用が可能な軟磁性材料の合成およびそのメカニズムについて調査を行った。これは電子デバイスの高周波化が進んでおり、それらのデバイスに利用可能な軟磁性材料が存在しないことが背景として挙げられる。１０ －１００MHzでも利用可能な材料が実用化されれば、デバイスの小型化、高性能化に大きく貢献することができる。この課題の解決のため、希土類－鉄－窒素材料の合成と磁気特性の評価を行いました。アーク溶解法による合金インゴットの作製、粉砕後の窒化処理により複数の材料を合成し、高周波での磁気特性を評価しました。新たな材料において１０MHzで10以上の透磁率を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は高周波で使用可能な軟磁性材料の開発を目指したものである。電子デバイスに用いられる軟磁性材料はコイルなどの部品に用いられる。現在10-100MHｚ領域で使用できる磁性材料が存在しないため、プラスチックを芯として用いている。プラスチックは透磁率１であり、もし透磁率が１０の材料ができた場合、コイルの大きさを１０分１にできる。本研究では、10MHzにおいて透磁率１０を超える材料の開発に成功し、また新たなメカニズムの高周波軟磁性材料の可能性を示した。
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