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2018 年度 実績報告書

界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04488
研究機関山形大学

研究代表者

小池 邦博  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (40241723)

研究分担者 板倉 賢  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20203078)
稲葉 信幸  山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50396587)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード強磁性ナノコンポジット / Nd2Fe14B / 界面制御 / 交換結合 / レアメタルフリー / 積層型磁石膜 / 高保磁力 / 磁気異方性制御
研究実績の概要

本申請課題では高保磁力Nd2Fe14B相と高飽和磁化Fe合金相,さらに非磁性Nd合金相との界面形成による発現が期待される「交換結合状態の異方性」とナノ構造を精密制御可能な「薄膜プロセス」を利用し,ハード磁性相としてNd2Fe14B,ソフト磁性相としてFe80B20(シリーズI)と高飽和磁化を有するFe45Co55(シリーズII)の2つの積層型ネオジム系ナノコンポジット磁石膜の形成を試み,レアメタルフリーと高い最大エネルギー積,高保磁力を同時に達成可能とする基盤技術となる「界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発」を目指し,その微細構造と磁気特性について検討した.
ソフト磁性相をFe-Bとした積層膜(シリーズI)において,Mo中間層無しでは面直Hc ~ 1 kOe程度を示し,Mo中間層有りでは面直Hc ~ 5 kOe程度のハード磁性を示した.磁化容易軸は膜面直方向の垂直磁化膜であった.一方,Fe-Coをソフト磁性相とした積層膜(シリーズII)において,Mo中間層無しでは,面内Hc ~ 6 kOe程度を示し,Mo中間層有りでは,面内Hc ~ 9 kOe程度のハード磁性を示し,Mo中間層の有無にかかわらず磁化容易軸は面内方向であった.両シリーズ共に減磁曲線が一体となった良好な角型を持つ試料において,ΔMプロット解析を行なった結果,相間には交換結合の存在が確認された.この原因として構造解析と組成分析から,Mo中間層の部分的な消失領域においてハード磁性相とソフト磁性相が接することで交換結合が働いていることが示唆された.今回の研究によって交換結合と積層構造を同時に達成する基礎技術と新たな磁気異方性制御方法が見出されており,本研究は単なるモデル試料の創成だけでなくマグネティックMEMSデバイス応用に向けた展開も期待される.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Magnetostriction measurement system of magnetic thin films with Michelson interference2019

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, Y. Yoshida, T. Suzuki, Y. Takahashi, K. Koike, and N. Inaba
    • 雑誌名

      J. Mag. Soc. Jpn.

      巻: 14 ページ: 1-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interface and Exchange Coupling for Nd2Fe14B/α-Fe Nanocomposite Thin Film Magnets2018

    • 著者名/発表者名
      K. Koike,D. Ogawa, H. Kato
    • 雑誌名

      Magnune/Magnetics Jpn.

      巻: 13 ページ: 19-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MEMS Magnetic Sensor with Bridge-Type Resonator and Magnetostrictive Thin Film2018

    • 著者名/発表者名
      OKADA NAOKI、SASABUCHI TAKASHI、KOIKE KUNIHIRO、MINETA TAKASHI
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 101 ページ: 90~95

    • DOI

      10.1002/ecj.12042

    • 査読あり
  • [学会発表] Nd-Fe-B/Mo/Fe 系ナノコンポジット積層膜の磁気特性と交換結合状態に与えるトップ層効果2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木拓哉,神尾知志,大橋一輝,小池邦博,稲葉信幸,加藤宏朗,板倉 賢
    • 学会等名
      第164回日本金属学会 2019年春期大会
  • [学会発表] テラヘルツESRによるNd2Fe14B/Mo/Fe系ナノコンポジット膜の交換結合状態の研究2019

    • 著者名/発表者名
      小池邦博,大橋一輝,鈴木拓哉,稲葉信幸,齋籐 佑,大久保晋,太田 仁,板倉 賢,加藤宏朗
    • 学会等名
      平成 30 年度神戸大学分子フォトサイエンス研究センター共同研究成果報告会
    • 招待講演
  • [学会発表] 自然酸化 Tb2Fe14B 単結晶のコアシェル構造と磁化反転2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤翔太, 水野善幸, 小池邦博, 安藤康夫, 加藤 宏朗
    • 学会等名
      応用物理学会東北支部, 第73回学術講演会
  • [学会発表] α-Fe/Nd2Fe14B系における界面とナノコンポジット磁石2018

    • 著者名/発表者名
      小池邦博,大橋一輝,鈴木拓哉,稲葉信幸,齋籐 佑,大久保晋,太田 仁,板倉 賢,加藤宏朗
    • 学会等名
      H30年度スピニクス特別研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] マイケルソン光干渉法による磁歪測定装置の作製2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤睦規,吉田悠人,鈴木貴彦,高橋豊,小池邦博,稲葉信幸
    • 学会等名
      第42回 日本磁気学会学術講演会
  • [学会発表] Nd-Fe-B/M(M = Fe, Fe-B)ナノコンポジット膜におけるNd-Fe-Bリファレンス膜 の磁気特性に与えるUHVアニールの効果 ~その2~2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木拓哉,大橋一輝,小池邦博,稲葉信幸,加藤宏朗,板倉 賢
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期講演大会(第163回)
  • [学会発表] Effect of Fe-B layer on Microstructure and Magnetic Properties of Exchange Coupled Nd-Fe-B/Mo/Fe-B Nanocomposite Multilayer Films2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ohashi, K. Koike, T. Suzuki, N. Inaba, H. Kato, M. Kondo, M. Itakura, M. Nishida
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Magnetism (ICM2018)
  • [学会発表] Nd-Fe-B/Fe-B系ナノコンポジット膜の微細構造と交換結合状態に与えるMo中間層の効果2018

    • 著者名/発表者名
      大橋一輝,鈴木拓哉、小池邦博,稲葉信幸,加藤宏朗,近藤政孝,板倉 賢,西田 稔
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期講演大会(第162回)
  • [学会発表] Nd-Fe-B/M(M = Fe, Fe-B)ナノコンポジット膜におけるNd-Fe-Bリファレンス膜 の磁気特性に与えるUHVアニールの効果2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木拓哉,大橋一輝,小池邦博,稲葉信幸,加藤宏朗,板倉 賢,
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期講演大会(第162回)
  • [図書] 次世代永久磁石の開発最前線、第1編 磁性と構造解析、 第2節 交換結合ナノコンポジット磁石の特性発現メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      加藤宏朗、小池邦博
    • 総ページ数
      322(内担当11ページ)
    • 出版者
      株)エヌ・ティー・エス
  • [図書] 磁性材料・部品の最新開発事例と応用技術、第3節 界面制御とネオジム永久磁石の保磁力 ~ナノ磁石製膜技術によるモデル界面の形成の試み~2018

    • 著者名/発表者名
      小池邦博、加藤宏朗
    • 総ページ数
      563(内担当9ページ)
    • 出版者
      (株)技術情報協会

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公開日: 2019-12-27  

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