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傾斜磁区を有する高感度・超小型磁界センサ開発と局所領域の微小磁界計測への応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 25289119
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関岩手大学

研究代表者

菊池 弘昭  岩手大学, 工学部, 准教授 (30344617)

連携研究者 石山 和志  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20203036)
枦 修一郎  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (90324285)
松尾 哲司  京都大学, 工学部, 教授 (20238976)
竹澤 昌晃  九州工業大学, 工学部, 准教授 (20312671)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2013年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
キーワード磁界センサ / 磁区構造 / 応力腐食割れ / 強磁性
研究成果の概要

磁性膜に高周波電流を直接通電し, 磁界印加時の透磁率変化と表皮効果を利用した磁界センサの高感度・高機能・小型化について検討した. 磁気異方性の方向がセンサ特性に及ぼす影響を系統的に調べ, 傾斜磁区を有する素子で発生する不連続変化の要因を明らかにした. また, 小型化で問題となる反磁界の影響について調べ, 小型に適した形状を見出し, 30ミクロン程度まで小型化したセンサの動作を実証した. 非破壊検査応用を考慮し, Crの欠乏により局所的に腐食しやすくなるとステンレス鋼やインコネル合金が強磁性化する振る舞いを明らかにした. 以上から局所的に強磁性化した箇所の磁気的非破壊評価の可能性を示した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Relationship between sensitization and magnetic characteristics in SUS304 stainless steel2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yanagiwara, T. Murakami, H. Kikuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: 43

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of demagnetizing effect on the GMI magnetic sensor elements fabricated using thin-film with uniaxial anisotropy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, S. Kamata, T. Nakai, S. Hashi, K. Ishiyama
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A:Physical

      巻: 230 ページ: 142-149

    • DOI

      10.1016/j.sna.2015.04.027

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement of stepped magnetoimpedance properties by controlling the demagnetizing effect2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, S. Kamata, S. Oe, T. Nakai, S. Hashi, K. Ishiyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 51 号: 11 ページ: 4004304-4004304

    • DOI

      10.1109/tmag.2015.2441748

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Sensitivity on Miniaturized Thin-film Magnetoimpedance with Ellipsoidal Element2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, S. Oe, H. Uetake, S. Yabukami, T. Nakai,S. Hashi, K. Ishiyama
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 75 ページ: 1271-1278

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.12.141

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 反磁界分布に基づく磁性薄膜高周波インピーダンス解析と素子小型化の検討2015

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 大江駿, 鎌田信吾, 植竹宏明, 薮上信, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of driving power dependence on magnetoimpedance profiles of thin-film elements with uniaxial anisotropy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, S. Kamata, Y. Takahashi, T. Nakai, S. Hashi, K. Ishiyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 51 号: 1 ページ: 4001204-4001204

    • DOI

      10.1109/tmag.2014.2358221

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between ferromagnetic properties and grain size of Inconel alloy 6002015

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, H. Takahashi, H. Yanagiwara, T. Murakami
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnretic Materials

      巻: 381 ページ: 56-64

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2014.12.041

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型薄膜磁界センサ特性における励磁電流強度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 鎌田信吾, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型薄膜磁界センサの低周波領域における感度増加についての考察2014

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 鎌田信吾, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of direction of easy axis on the magnetoimpedance properties of thin film with uniaxial anisotropy2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, Y. Takahashi, K. Takahashi, T. Nakai, S. Hashi, K. Ishiyama
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 115 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4859095

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MI特性に及ぼす容易軸方向及び端部素子形状の影響2013

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 高橋洋介, 高橋健太, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: なし

    • NAID

      10031182581

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 低周波帯における磁性薄膜素子のインピーダンス変化増大とその要因の考察2016

    • 著者名/発表者名
      住田千尋, 菊池弘昭, 植竹宏明, 薮上信, 枦修一郎, 石山和志察
    • 学会等名
      平成28年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 反磁界分布に基づく磁性薄膜高周波インピーダンス解析と素子小型化の検討2015

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 大江駿, 鎌田信吾, 植竹宏明, 薮上信, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      山形大学(米沢市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CHANGES IN MICROSTRUCTURE AND MAGNETIC PROPERTY ON SENSITIZATION IN SUS304 DURING HEAT TREATMENT2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yanagiwara, T. Murakami, H. Kikuchi
    • 学会等名
      The 20th International Workshop on Electromagnetic Nondestructive Evaluation (ENDE2015)
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between sensitization and magnetic characteristics in SUS304 stainless steel2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yanagiwara, T. Murakami, H. Kikuchi
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2015)
    • 発表場所
      淡路夢舞台(淡路市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反磁界分布制御による磁性薄膜磁気センサの小型・高感度化に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      大江駿, 菊池弘昭, 植竹宏明, 薮上 信, 中居 倫夫, 枦 修一郎, 石山 和志
    • 学会等名
      第39回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Controlling of demagnetizing field distribution for miniaturization and improvement of sensitivity on thin-film magnetoimpedance element2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, S. Oe, H. Uetake, S. Yabukami, T. Nakai,S. Hashi, K. Ishiyama
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism (ICM2015)
    • 発表場所
      バルセロナ, スペイン
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IMPROVEMENT OF STEPPED MAGNETOIMPEDANCE PROPERTIES BY CONTROLLING DEMAGNETIZING EFFECT2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, S. Kamata, S. Oe, T. Nakai, S. Hashi, K. Ishiyama
    • 学会等名
      Intermag2015
    • 発表場所
      北京, 中国
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反磁界分布を考慮した磁気インピーダンス特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      鎌田信吾, 大江駿, 菊池弘昭
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 薄膜微細素子の数10MHz帯域におけるインピーダンス挙動2014

    • 著者名/発表者名
      鎌田信吾, 菊池弘昭, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      第13回日本金属学会東北支部研究発表大会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高周波キャリア型薄膜磁界センサの低周波領域における感度増加についての考察2014

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 鎌田信吾, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of impedance change in low frequency on thin-film magnetoimpedance element2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kamata, H. Kikuchi, T. Nakai, S. Hashi, K. Ishiyama
    • 学会等名
      The 59th Annual Magnetism and Magnetic Materials (MMM) Conference
    • 発表場所
      ホノルル, ハワイ
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高周波キャリア型薄膜磁界センサ素子の低周波における感度増加に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      鎌田信吾, 菊池弘昭, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      第38回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      慶應大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高周波キャリア型薄膜磁界センサ特性における励磁電流強度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 鎌田信吾, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2014-07-31 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁気センサを用いたインコネル600・SUS304の鋭敏化の非破壊評価2014

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 柳原宏樹, 高橋秀樹, 村上武
    • 学会等名
      日本保全学会第11回学術講演会
    • 発表場所
      八戸工業大学
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of driving power dependence on MI profiles of thin-film elements with uniaxial anisotropy2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, S. Kamata, Y. Takahashi, T. Nakai, S. Hashi, K. Ishiyama
    • 学会等名
      10th European Conference on Magnetic Sensors and Actuators(EMSA2014)
    • 発表場所
      ウィーン, オーストリア
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高周波キャリア型薄膜磁界センサのインピーダンス変化に及ぼす素子端部の影響2014

    • 著者名/発表者名
      鎌田信吾, 菊池弘昭, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      第26回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD26)
    • 発表場所
      アイーナ, 盛岡
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dependence of sensing position on the MI properties of elements fabricated using thin-film with uniaxial anisotropy2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, S. Kamata, T. Nakai, S. Hashi, K. Ishiyama
    • 学会等名
      Intermag2014
    • 発表場所
      ドレスデン, ドイツ
    • 年月日
      2014-05-04 – 2014-05-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Relation between behavior of ferromagnetic properties and grain size in Inconel 600 alloy2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, H. Takahashi, H. Yanagiwara, T. Murakami
    • 学会等名
      Intermag2014
    • 発表場所
      ドレスデン, ドイツ
    • 年月日
      2014-05-04 – 2014-05-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 素子端部と中央部におけるMI特性と反磁界の影響2014

    • 著者名/発表者名
      鎌田信吾, 菊池弘昭, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      平成26年電気学会全国大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] MI特性に及ぼす容易軸方向及び端部素子形状の影響2013

    • 著者名/発表者名
      菊池弘昭, 高橋洋介, 高橋健太, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      信州大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 単純磁区モデルを用いたMIセンサの不連続特性の考察2013

    • 著者名/発表者名
      高橋洋介, 高橋健太, 小野寺雄紀, 菊池弘昭, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      第37回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] インコネル600合金の鋭敏化・強磁性化に及ぼす粒径の影響2013

    • 著者名/発表者名
      高橋秀樹, 隅本雄貴, 菊池弘昭
    • 学会等名
      第37回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 単純磁区モデルを用いたMIセンサにおける不連続特性の容易軸方向依存性に関する検討2013

    • 著者名/発表者名
      高橋洋介, 高橋健太, 菊池弘昭, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      平成25年度スピニクス特別研究会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 熱鋭敏化したインコネル600合金の磁性と粒径の関係2013

    • 著者名/発表者名
      高橋秀樹, 隅本雄貴, 菊池弘昭
    • 学会等名
      平成25年度スピニクス特別研究会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 異なる素子位置におけるMI特性と磁区構造変化2013

    • 著者名/発表者名
      鎌田信吾, 菊池弘昭, 中居倫夫, 枦修一郎, 石山和志
    • 学会等名
      平成25年度スピニクス特別研究会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effects of direction of easy axis on magnetoimpedance properties of thin film with uniaxial anisotropy2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kikuchi, Y. Takahashi, T. Nakai, S. Hashi, K. Ishiyama
    • 学会等名
      58th MMM Conference
    • 発表場所
      デンバー、アメリカ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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