マトリクスと異なる磁性を有する欠陥とそれを利用した新たな機能性の創出

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K21632
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 新津 甲大 京都大学, 工学研究科, 助教 (90733890)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 磁性 / 格子欠陥 / 逆位相境界 / 転位 / 電子線ホログラフィー

研究実績の概要

本研究課題のメインテーマは材料内の欠陥（逆位相境界ＡＰＢや転位、積層欠陥など）における磁性を電子線ホログラフィーにより直接計測することであり、さらにこの狭所領域の磁性を活用させることで材料全体としての新奇な機能性を発現させることである。
特にＮｉ基ホイスラー合金は強磁性のマトリクスを有するが、ＡＰＢでは規則配列の位相逆転に伴い反強磁性的なスピン構造が安定化されることを見出した。この関係からＡＰＢは１８０度磁壁と重畳する関係が容易に達成されるが、ＡＰＢ密度が十分大きくなると磁壁導入のエネルギーが大きくなることからこの関係が破れることが想像される。本研究では逆位相ドメイン（ＡＰＤ）サイズを２０nm程度まで微細化したホイスラー合金を作製し、磁気物性と磁区組織観察を行った。その結果、ＡＰＢと磁壁の重畳関係が破れ、通常の強磁性体とは全く異なる磁気物性、磁区組織が観察された。
このような関係の破れが起きる臨界ＡＰＤサイズは、強磁性交換長の大きさと密接に関係していると考えられる。しかしこの物性の正確な評価・測定には高度で希少な研究設備を使用する必要があり、温度依存性の測定まで行うことは難しい。そこで単純な強磁性体であるＦｅ，Ｎｉを用い、磁壁内のスピン構造を観察することで交換長を評価できる手法を確立した。これにより、１８０磁壁内部のスピン構造を電子線ホログラフィーで可視化することにより、交換長をはじめとする磁気物性の評価が可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Cryogenic Superelasticity and Concomitant Elastocaloric Effect (2019)
  • 著者名/発表者名: Niitsu Kodai、Xu Sheng、Kimura Yuta、Omori Toshihiro、Kainuma Ryosuke
  • 雑誌名: Materia Japan 巻: 58 ページ: 44～46
  • DOI: 10.2320/materia.58.44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppressing Geometric Phase Shift Owing to Antiphase Boundaries in Dark-Field Electron Holography (2019)
  • 著者名/発表者名: Cho Youngji、Niitsu Kodai、Midoh Yoshihiro、Nakamae Koji、Shindo Daisuke、Yang Jun-Mo、Murakami Yasukazu
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 60 ページ: 698～703
  • DOI: 10.2320/matertrans.MC201809
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of Magnetic Properties Through 180° Domain Wall Thickness Measurement Using Electron Holography (2019)
  • 著者名/発表者名: Niitsu Kodai、Tanigaki Toshiaki、Harada Ken、Shindo Daisuke
  • 雑誌名: Materia Japan 巻: 58 ページ: 106～106
  • DOI: 10.2320/materia.58.106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Evaluation of Microsegregation and Degree of Atomic Ordering at Antiphase Boundaries in Ni₅₀Mn₂₀In₃₀ Heusler alloy (2019)
  • 著者名/発表者名: Niitsu Kodai、Minakuchi Kazuhiro、Xu Xiao、Kainuma Ryosuke、Nagasako Makoto、Ohnuma Ikuo、Tanigaki Toshiaki、Murakami Yasukazu、Shindo Daisuke
  • 雑誌名: Materia Japan 巻: 58 ページ: 95～95
  • DOI: 10.2320/materia.58.95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron holography on Fraunhofer diffraction (2019)
  • 著者名/発表者名: Harada Ken、Niitsu Kodai、Shimada Keiko、Kodama Tetsuji、Akashi Tetsuya、Ono Yoshimasa A、Shindo Daisuke、Shinada Hiroyuki、Mori Shigeo
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 1 ページ: 1~7
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfz007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current-Driven Motion of Domain Boundaries between Skyrmion Lattice and Helical Magnetic Structure (2018)
  • 著者名/発表者名: Shibata Kiyou、Tanigaki Toshiaki、Akashi Tetsuya、Shinada Hiroyuki、Harada Ken、Niitsu Kodai、Shindo Daisuke、Kanazawa Naoya、Tokura Yoshinori、Arima Taka-hisa
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 18 ページ: 929～933
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b04312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetization measurements for grain boundary phases in Ga-doped Nd-Fe-B sintered magnet (2018)
  • 著者名/発表者名: Niitsu K.、Sato A.、Sasaki T.T.、Sawada R.、Cho Y.、Takada Y.、Sato T.、Kaneko Y.、Kato A.、Ohkubo T.、Shindo D.、Hono K.、Murakami Y.
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 752 ページ: 220～230
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.04.055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hole-Free Phase Plate Imaging of a Phase Grating (2018)
  • 著者名/発表者名: Malac Marek、Hayashida Misa、Harada Ken、Shimada Keiko、Niitsu Kodai、Rowan Teddy、Beleggia Marco
  • 雑誌名: Microscopy and Microanalysis 巻: 24 ページ: 894～895
  • DOI: 10.1017/S1431927618004968
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] New Interference Experiment with Asymmetric Double Slits by 1.2 MV FE-TEM (2018)
  • 著者名/発表者名: Harada K.、Akashi T.、Niitsu K.、Shimada K.、Ono Y. A.、Shindo D.、Shinada H.、Mori S.
  • 雑誌名: Microscopy and Microanalysis 巻: 24 ページ: 1966～1967
  • DOI: 10.1017/S1431927618010310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron holography study on vortex beam phases in real space (2018)
  • 著者名/発表者名: Harada K.、Shimada K.、Ono Y. A.、Iwasaki Y.、Niitsu K.、Shindo D.
  • 雑誌名: Microscopy and Microanalysis 巻: 24 ページ: 1470～1471
  • DOI: 10.1017/S1431927618007833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of 180° domain wall width in iron and nickel films analyzed using electron holography (2018)
  • 著者名/発表者名: Niitsu K.、Tanigaki T.、Harada K.、Shindo D.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 113 ページ: 222407～222407
  • DOI: 10.1063/1.5056308
  • 査読あり
• [学会発表] 高分解能磁場観察の進展と像シミュレーション (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷垣俊明、明石哲也、菅原昭、三浦勝哉、早川純、新津甲大、佐藤武志、于秀珍、 富岡泰秀、原田研、進藤大輔、十倉好紀2,6、品田博之
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第74回学術講演会
• [学会発表] ホログラフィーにより再生された電子らせん波の波面形状 (2018)
  • 著者名/発表者名: 原田 研、嶌田惠子、小野義正、岩崎 洋、新津甲大、進藤大輔
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第74回学術講演会
• [学会発表] 1.2MV-TEMを用いた非対称な二重スリットによる電子波干渉実験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 原田研、明石哲也、新津甲大、嶌田惠子、小野義正、進藤大輔、品田博之、森茂生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第74回学術講演会
• [学会発表] FeGe４面体ナノ粒子内における磁気構造の観察 (2018)
  • 著者名/発表者名: 新津甲大、于秀珍、Matthew Stolt、Nitish Mathur、Yizhou Liu、Jiadong Zang、進藤大輔、Song Jin、十倉好紀
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第74回学術講演会
• [学会発表] Cr-Mn-Fe-Co-Ni高エントロピー合金単結晶の機械特性と合金組成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅倉誠仁、新津甲大、弓削是貴、福田隆、掛下知行、岸田恭輔、乾晴行
  • 学会等名: 日本金属学会2019年春期講演大会
• [学会発表] Ni-Ti形状記憶合金における応力誘起等温マルテンサイト変態挙動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 矢野 凱己、新津 甲大、貝沼 亮介、乾 晴行
  • 学会等名: 日本金属学会2019年春期講演大会
• [学会発表] Cr-Co-Ni等原子量合金単結晶の力学特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 江原 和輝、浅倉 誠仁、新津 甲大、岸田 恭輔、乾 晴行
  • 学会等名: 日本金属学会2019年春期講演大会
• [学会発表] Investigation of mechanical properties and deformation mechanism of Fe-Cr-Co-Ni Medium Entropy alloy (2018)
  • 著者名/発表者名: equbal ashif、江原 和輝、浅倉 誠仁、新津 甲大、岸田 恭輔、乾 晴行
  • 学会等名: 日本金属学会2019年春期講演大会
• [学会発表] η-Fe2Al5単結晶のマイクロピラー圧縮変形 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松宮 久、奥谷 将臣、境 龍太郎 京大工 新津 甲大、乾 晴行
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第177回春季講演大会
• [学会発表] Possible correlation between strength and mean square atomic displacement in Cr-Mn-Fe-Co-Ni high entropy alloys (2018)
  • 著者名/発表者名: Asakura, Kodai Niitsu, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui, Koretaka Yuge, Norihiko L Okamoto, Takashi Fukuda, Tomoyuki Kakeshita
  • 学会等名: 2018 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 国際学会
• [学会発表] Plastic Deformation of Single Crystals of a Cr-Co-Ni Equiatomic Medium Entropy Alloy (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Ehara, Makoto Asakura, Kodai Niitsu, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
  • 学会等名: 2018 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 国際学会
• [学会発表] Diversity and phase equilibria in highly-ordered η-Fe2Al5 derivative phases (2018)
  • 著者名/発表者名: Kodai Niitsu, Ryutaro Sakai, Masaya Higashi, Haruyuki Inui
  • 学会等名: 2018 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 国際学会
• [学会発表] Isothermal martensitic transformation behavior of NiCoMnIn metamagnetic shape memory alloy (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Yano, Kodai Niitsu, Ryosuke Kainuma, Haruyuki Inui
  • 学会等名: 2018 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 国際学会
• [学会発表] Assessment of crystal structure of the highly-ordered η’’’-Fe2Al5 phase (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Sakai, Masaya Higashi, Kodai Niitsu, Haruyuki Inui
  • 学会等名: 2018 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 国際学会
• [学会発表] Observation and analysis of current-driven motion of magnetic domain boundaries in a chiral-lattice helimagnet FeGe (2018)
  • 著者名/発表者名: Shibata K. Tanigaki T., Akashi T., Shinada H., Harada Ken, Niitsu K., Shindo D., Kanazawa N., Tokura Y., and Arima T.
  • 学会等名: IMC19
  • 国際学会
• [学会発表] Vortex beam phases in real space studied by electron holography (2018)
  • 著者名/発表者名: Harada, K., Shimada, K., Ono, Y. A., Iwasaki Y., Niitsu, K., and Shindo, D.
  • 学会等名: IMC19
  • 国際学会
• [学会発表] Which-way interference experiment with asymmetric double slit by 1.2 MV-TEM (2018)
  • 著者名/発表者名: Harada,K., Akashi, T., Niitsu, K., Shimada, K., Ono, Y. A., Shindo, D., Shinada, H., and Mori, S.
  • 学会等名: IMC19
  • 国際学会
• [学会発表] Extraction of desired phase information in dark-field electron holography (2018)
  • 著者名/発表者名: Youngji Cho, Kodai Niitsu, Daisuke Shindo, Yasuakzu Murakami
  • 学会等名: IMC19
  • 国際学会
• [学会発表] Hole-Free Phase Plate Imaging of a Phase Grating (2018)
  • 著者名/発表者名: Marek Malac, Misa Hayashida, Ken Harada , Keiko Shimada , Kodai Niitsu , Teddy Rowan and Marco Beleggia
  • 学会等名: IMC19
  • 国際学会
• [学会発表] NiCoMnIn合金における磁場誘起マルテンサイト変態のサイクル特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 矢野凱己，新津甲大，木下雄斗，徳永将史，貝沼亮介，乾晴行
  • 学会等名: 日本金属学会2018年秋期講演大会
• [学会発表] BCC規則合金Fe-30at.% Alにおける磁気変態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 阿部和裕，許皛、新津甲大、大森俊洋、貝沼亮介
  • 学会等名: 日本金属学会2018年秋期講演大会
• [学会発表] η-Fe2Al5相を母構造とする高次規則相の多様性と相平衡 (2018)
  • 著者名/発表者名: 新津 甲大、境 龍太郎、東 雅也、乾 晴行
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第176回秋季講演大会
• [学会発表] η-Fe2Al5相に現れる高次規則相の結晶構造解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 境 龍太郎、東 雅也、新津 甲大、乾 晴行
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第176回秋季講演大会
• [学会発表] Cr-Co-Ni等原子量合金単結晶の結晶塑性における温度・歪速度の影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 江原 和輝、 浅倉 誠仁、新津 甲大、岸田 恭輔、乾 晴行
  • 学会等名: 日本金属学会2018年秋期講演大会
• [学会発表] Cr-Mn-Fe-Co-Ni高エントロピー合金の機械特性に及ぼす合金組成の影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅倉 誠仁、新津 甲大、弓削 是貴、福田 隆 、掛下 知行、岡本 範彦、岸田 恭輔、乾 晴行
  • 学会等名: 日本金属学会2018年秋期講演大会
• [学会発表] セメンタイト単結晶の室温圧縮変形 (2018)
  • 著者名/発表者名: 門田 信幸、岸田 恭輔、新津 甲大、Wei CHEN、乾 晴行
  • 学会等名: 日本金属学会2018年秋期講演大会
• [備考] 個人ホームページ
  • URL: https://kodai-niitsu.jimdo.com/