| 研究課題/領域番号 |
22K18879
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
梅津 理恵 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60422086)
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| 研究分担者 |
木村 雄太 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10825847)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 磁歪定数 / 結晶磁気異方性 / スピン軌道相互作用 / 弾性異方性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性体が磁場を感じると伸縮する性質は「磁歪」と呼ばれる。大部分の磁性体が磁場印加方向に伸長して印加と垂直方向が収縮し（正の磁歪定数）、その結果全体として体積は保存される。しかしながら、中には磁場印加方向に収縮して垂直方向が伸長する磁性体もある（負の磁歪定数）。
電子軌道の縮退がスピンー軌道相互作用によって分裂し、その分裂した軌道とフェルミ面との位置関係によって磁歪定数の符号が変わる、と古くから解釈されている。科学技術の進展により電子軌道の直接観測が可能になってきている。本研究課題では、3dの電子構造を直接観測し、磁歪現象の電子論的解釈を根本的に見直すことを最終目標としている。
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| 研究実績の概要 |
磁性体が磁場を感じると伸縮する性質は「磁歪」と呼ばれる。大部分の磁性体が磁場印加方向に伸長して印加と垂直方向が収縮し（正の磁歪定数）、その結果全体として体積は保存される。しかしながら、中には磁場印加方向に収縮して垂直方向が伸長する磁性体もある（負の磁歪定数）。電子軌道の縮退がスピン－軌道相互作用によって分裂し、その分裂した軌道とフェルミ面との位置関係によって磁歪定数の符号が変わる、と古くから解釈されている。科学技術の進展により電子軌道の直接観測が可能になってきていることから、本研究課題では、3dの電子構造を直接観測し、磁歪現象の電子論的解釈を根本的に見直すことを最終目標としている。
3年間の研究期間を通して、FeGa磁歪材料のさらなる特性の増強を目指し、①微量希土類元素添加効果、②液体急冷薄膜における組織制御による磁歪量の増大、③FeGaの微粉末にレーザー溶融床積層造形法を施した造形物の作製などの研究を遂行した。①と②についてはある一定の成果が得られた。特に、②については急冷速度を変えることで特定の方位に成長した薄帯を作製できることが分かり、実際に方位が制御された膜で一番高い磁歪量が得られた。種々の条件で作製された薄帯試料を用いて、磁気抵抗や異方性磁気抵抗効果も調べており、磁歪材料の電子状態と関連付けた議論を行うことで、超磁歪発現の起源に関連付けた解釈を試みる。③については、組織制御の最適化には至っていないが、造形の条件を見直し、引き続き研究を継続することを計画している。本研究課題を遂行することで、新しい取り組みに挑戦できたことは非常に意義深い。さらには、FeGaの単結晶育成にも取り組み、育成条件をほぼ決定するに至った。予定通り、電子軌道直接観測に向けた次なる研究展開への足掛かりとなった。
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