• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

厳密制御した局在表面プラズモン共鳴型磁気プラズモニック材料:磁気センサへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K06273
研究機関千葉工業大学

研究代表者

安川 雪子  千葉工業大学, 工学部, 准教授 (10458995)

研究分担者 劉 小晰  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (10372509) [辞退]
森迫 昭光  信州大学, 工学部, 特任教授 (20115380) [辞退]
小林 政信  千葉工業大学, 工学部, 教授 (70296325)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード電気電子材料 / 磁性薄膜 / 磁気光学効果 / プラズモン効果 / 貴金属ナノ粒子
研究実績の概要

磁気光学効果の1種である磁気カー効果(MOKE)を示すTbFeCo磁性膜と貴金属ナノ粒子によって励起される局在表面プラズモン共鳴現象を利用した「TbFeCoプラズモニック材料」を開発することを目的として研究を実施した。この材料を超高感度な磁気センサ材料へと繋げることが本研究の最終的な将来目標である。従ってMOKEの飛躍的な増大がキーポイントになると考え、TbFeCo磁性膜のMOKEの増大に焦点を当てた研究を実施した。具体的にはTbFeCo磁性膜とAuナノ粒子を複合することで、ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴波長において粒子近傍に発生する近接場と周囲のTbFeCoを強固に結合させてMOKEを増大するTbFeCoプラズモニック材料の開発に焦点を当てた。
本研究を通し、材料表面から光を入射するとAuナノ粒子に由来する構造的な凹凸がMOKEに影響を及ぼしてしまい本質的なMOKEを評価できないことが明らかになった。またTbFeCo磁性膜とAuナノ粒子が直接界面を接することで、プラズモンの効率的な伝搬が阻害されてしまうことや基板と材料構成元素の界面における原子拡散が示唆された。そこで最終年度ではこれらを克服するために、基板にガラスを利用し、基板側から材料に光を入射することとした。またTbFeCo磁性膜とAuナノ粒子界面に極薄の誘電膜を挿入し、プラズモニック材料全体の構造を再設計した。その結果、当初本研究で作製した構造のプラズモニック材料よりも凡そ1.5倍のMOKEの増大を達成した。
従来は基礎研究が主流であったプラズモンに関連する現象を、本研究では積極的に工学的に応用することを狙っており、プラズモンの学術分野を工学的に拡張する観点からも意義があると考えている。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] National Taiwan University(その他の国・地域)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Taiwan University
  • [雑誌論文] Correlation between the Effective Amounts of Elements in TbFeCo Thin Films and Their Magnetic Properties2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Hara, Haruki Yamane, Yasuyoshi Isaji, Masanobu Kobayashi, Akimitsu Morisako, Xiaoxi Liu and Yukiko Yasukawa
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 60 ページ: 718-725

    • DOI

      https://doi.org/10.2320/matertrans.M2019001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Manipulation of the magneto-optical efficiencies by a hybridization of nanomagnets and plasmons2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Yasukawa, R. Hara, H. Yamane and M. Kobayashi
    • 学会等名
      2019 Joint MMM-INTERMAG Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between Magnetic Physical Properties and Underlayer Structures in TbFeCo2018

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Yasukawa
    • 学会等名
      Energy Materials and Nanotechnology (EMN) Hawaii Meeting & Collaborative Conference on Quantum Communication 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Innovation of Magnetic Properties using Au Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Yasukawa
    • 学会等名
      Nano World Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modification of Magnetic Properties in Nanomagnetic Materials through Metal particles2018

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Yasukawa
    • 学会等名
      International Invitational Symposium on Nanomaterials and Nanocomposites: Processing, Synthesis & Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金属ナノ粒子を利用した遷移金属-希土類アモルファス合金薄膜の磁気物性の変調2018

    • 著者名/発表者名
      安川 雪子、山根 治起、リン ジャウィン、小林 政信
    • 学会等名
      JSPM 粉体粉末冶金協会 平成30年度春季大会(第121回講演大会)
  • [学会発表] Auナノ粒子に誘起される遷移金属-希土類アモルファス薄膜の磁気物性2018

    • 著者名/発表者名
      安川雪子, 山根治起, 原亮介, J. G. Lin, 小林政信
    • 学会等名
      2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] CoPt-Ag ナノ構造体における局在プラズモン共鳴と磁気光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      山根治起、安川雪子、武田啓輔、伊佐地育圭 、小林政信
    • 学会等名
      第42回日本磁気学会学術講演会

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi