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2017 年度 実施状況報告書

スピンゼーベック素子の耐放射線特性

研究課題

研究課題/領域番号 17K05126
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

岡安 悟  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50354824)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードスピンゼーベック効果 / 照射効果
研究実績の概要

照射によるスピンゼーベック電圧の変化を系統的に測定するために、平成29年度にスピンゼーベック効果測定システムを構築し、データ測定を自動で行えるよう整備した。
高エネルギー重イオン照射については日本原子力研究開発機構原子力科学研究所のタンデム加速器を利用して、イオン種を変えて計4回照射を行った。イオン種(または電子的阻止能Se)にかかわらず照射量の増加に伴いスピンゼーベック信号が消失することがあきらかになった。これは重イオン照射ではイオントラックに沿って、主に高密度電子励起によって磁性層が局所加熱されることで、磁性体が磁化を消失してしまうためであると考えられる。ひとつのイオントラックで磁性層が磁性を失う範囲は直径数ナノメートルであるが、照射量が増えイオントラックが試料表面の全面を覆うようになると、試料全体の磁性が消え磁性層から金属層にスピン流の注入が行えなくなるためスピンゼーベック電圧が消失すると考えている。この結果について現在論文を纏めているところである。
またガンマ線照射については、量子科学技術研究開発機構高崎研にて照射条件を変え(室温、150℃、150℃+水蒸気)計4回のガンマ線照射を行った。こちらはスピンゼーベック信号に大きな変化はみられないが、唯一、150℃の高温+水蒸気の環境下では特性が劣化するように見える。現在データを詳しく解析中である。こちらもいくつかの追加実験の後に論文化する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

スピンゼーベック効果測定システムを構築し、データ測定を自動で行えるよう整備した。
重イオン照射についてはJAEA東海タンデム加速器を利用して、イオン種を変えて計4回照射を行った。またガンマ線照射についてはQST高崎研にて照射条件を変え(室温、150℃、150℃+水蒸気)計4回のガンマ線照射を行った。

今後の研究の推進方策

電子線照射実験を行い、スピンゼーベック素子の特性変化を調べる。平成29年度の研究で、とくに照射中の水蒸気の存在が問題となりそうなことがわかったので、夏の高湿度環境下と冬の乾燥時の比較を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

平成29年度は室温でのスピンゼーベック効果を調べたため、計上していた寒剤分が未使用となった。平成30年度以降に寒剤利用を行い低温での測定を開始する予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 高温超伝導体の重イオン照射による円柱状欠陥形成2018

    • 著者名/発表者名
      岡安悟
    • 学会等名
      ワークショップ「新規超伝導体・ナノ構造超伝導体における渦糸物理」
    • 招待講演
  • [学会発表] スピンゼーベック素子の重イオン照射効果2017

    • 著者名/発表者名
      岡安悟
    • 学会等名
      第12回連携重点研究討論会および原子力機構・量研施設利用一般共同研究成果報告会
  • [学会発表] スピンゼーベック素子の照射効果2017

    • 著者名/発表者名
      岡安悟
    • 学会等名
      第25回渦糸物理国内会議:

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公開日: 2018-12-17  

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