| 研究課題/領域番号 |
07650371
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
井上 光輝 豊橋技術科学大学, 技術開発センター, 助教授 (90159997)
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| 研究分担者 |
藤井 壽崇 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90023168)
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| キーワード | 多層膜 / 磁歪 / 軟磁性膜 / マイクロ磁気デバイス / アクチュエータ素子 / 熱処理 / 磁気異方性 / 微結晶 |
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| 研究概要 |
研究目的を達成するため以下の手順で研究を行い、超磁歪軟磁性薄膜材料を得るための有用な知見を得た。
1.アモルファスTbFe系単層薄膜の作製とその磁気・磁気弾性特性…多層膜作製に先立ち、TbFe及びTb-Ho-Feアモルファス単層薄膜を作製し、その磁気・磁気弾性特性と熱処理効果を調べた。TbFe二元系膜、Tb-Ho-Fe三元系膜について最適組成を探査した結果、前者ではTb_<40>Fe_<60>で、後者ではTb_<27>Ho_<13>Fe_<60>組成のもので最大の磁歪と良好な面内軟磁性をもつことを見出した。また、結晶化温度以下の処理温度で熱処理を施すことで、これら試料の磁気弾性特性が著しく改善できることを見出した。これは主として膜の内部応力緩和によるものと考えられるが、大きな磁歪をもつTbFe_2化合物ナノ結晶の析出の可能性もある。
2. アモルファスTbFe/FeB多層薄膜の作製とその磁気・磁気弾性特性…単層膜で得た知見を基礎として、TbFe/FeB/TbFeサンドイッチ構造膜、及びTbFe/FeB多層膜を作製し、その特性を調べた。サンドイッチ膜では、中間FeB層を全体膜厚の10〜40%の厚さに制御することで、TbFe膜に匹敵する磁歪をもちながら保磁力がTbFe単層膜の1/10以下のものが得られ、多層化が超磁歪軟磁気特性をもつ薄膜試料を得る観点から都合がよいことを示した。またTbFe/FeB膜では、Tb及びB元素の熱拡散による膜界面での合金化によって、磁歪特性が損なわれることを見出した。今後より完全な多層薄膜を作製する必要がある。
3. 軟磁性・高磁歪薄膜を用いたアクチュエータ素子の基礎特性…良好な軟磁性と高磁歪が共存するTb-Ho-Fe単層膜を用いて、キャンチレバ-型のアクチュエータを作製し、その特性を調べた。ベースのカプトン基板に12.5μm厚のものを用いることで100μmに達する変位をもつ薄膜アクチュエータが得られた。
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