| 研究課題/領域番号 |
22K18903
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
白土 優 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70379121)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 磁性材料 / 薄膜 / エピタキシャル成長 / 成長プロセス / 複合酸化物 / スピントロニクス / 結晶成長 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性材料（磁石）は代表的な機能性材料であり、モーターや発電機等の電力機器から、ハードディスクドライブ等の情報処理デバイスまで広く利用されている。現在の磁性材料は、鉄やコバルトを母体として必要な磁気特性を実現している。これは、単体で磁石となる元素が限られる（鉄、コバルト、ニッケルのみ）ことによる。つまり、これらの元素を用いずに磁石を生成することが出来れば、従来の磁石材料の開発指針を覆すとともに、材料選択の幅と機能性を飛躍的に増大させることができる。本研究では、単独では磁石にならないクロムと主成分とした薄膜化し、薄膜の成長過程で生じる表面サイト選択を利用することで、新規な磁性材料を開発する。
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| 研究成果の概要 |
磁性材料（磁石）は代表的な機能性材料であり、その用途は電力機器から情報処理デバイスまで多岐にわたる。従来の磁性材料はFeやCoが必ず主要元素となり、添加元素と合金化することで必要な磁気特性を実現している。言い換えると、強磁性元素を用いずに材料を強磁性化することが出来れば、従来の磁性材料の開発指針を覆すとともに、対象となる元素の幅を飛躍的に増大させることができる。本研究では、単独では強磁性にならないCrと非磁性元素を混合した複合酸化物を薄膜化し、薄膜の成長過程で生じる表面サイト選択を利用することで、磁化（マクロなN極‐S極）を得ることに成功し、また、その生成条件に付いても明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究での成果は、従来、磁石の主成分とされてきた鉄（Fe）、コバルト（Co）を用いずまた、自然界に多く存在する酸化物に対して、非磁性元素を添加することで強磁性材料を得ることができることを示したものである。特に、本研究で使用した材料はクロム（Cr）とアルミニウム（Al）によって構成される酸化物であることから、貴金属やレアアースを使用していないことから、元素戦略・磁性材料の選択制を各段に拡げるものとなる。
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