| 研究課題/領域番号 |
17K06798
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
菊池 丈幸 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (50316048)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | マルチフェロイクス / ヘキサフェライト |
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| 研究実績の概要 |
本申請研究では，多値メモリや様々なセンサデバイスへの応用が期待されている種々の室温マルチフェロイックフェライトについて，電場－磁場間の相互干渉を最小化することで複素誘電率と複素透磁率の個別精密測定が可能な矩形導波管空洞共振器を用いた共振器摂動法による材料定数（複素誘電率および複素透磁率）の精密評価を実施し，誘電率と透磁率の周波数依存性をそれぞれ個別に測定，比較することで，電磁気デバイス応用において重要であるにもかかわらず，いまだ解明されていない室温マルチフェロイックフェライトの高周波帯域における電気-磁気結合について明らかにし，それらの高速デバイス化の可能性を探索するこ
とを目的として研究を実施した．
R3年度はSr-Co系X型フェライトを中心に，種々の2価イオンによるCoイオン置換組成の単相合成を試み，Ni置換系，Zn置換系の全量置換やMg置換系の一部組成においてのX型フェライト単相合成に成功した．またこれらのX型フェライトにおいて，Z型やU形と同様に錯体重合法における共存陰イオンの調整による粒子携帯制御，磁場印可下における泥しょう鋳込み法を用いた高配向・高密度フェライト焼結体の作製を試みた．磁場印可方法は，標準的な静磁場のみならず磁化困難軸方向を回転軸とする回転磁場についても検討を行った．多孔質アルミナとシリコーンゴムを用いて作製した棒状試料作製用の鋳型を用いて長尺棒状試料の作製を試みた結果，矩形導波管空洞共振器での測定に適した棒状（長さ150 mm以上 × 太さ 1.2 mm□）でかつ高密度（焼結密度 98%以上）な焼結体試料を得ることが出来た．また導波管ではなく，マイクロストリップラインを用いた静磁場中での電気・磁気効果の測定に対応するための，高密度・高配向厚膜試料について，ドクターブレード法による作製を試みたが，現時点では十分な配向を得られていない．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
本研究では，矩形導波管空洞共振器を用いた共振器摂動法による材料定数測定のため特殊な仕様の空洞共振器を用いる予定であったが，導入を計画していた矩形導波管型の空洞共振器が，メーカーの経営方針変更により販売中止となり，計画通りに購入することが出来なくなった．国内外の高周波計測機器メーカーの既製品には，本研究における複素透磁率・誘電率の個別測定に対応可能な空洞共振器は無く，共振器摂動法による材料定数測定のための要求仕様を満たす空洞共振器の入手が困難となっている．一方で，空洞共振器にセットするための棒状焼結体試料の作製は順調に進んでいることから，複素誘電率のみを測定可能な従来型の空洞共振器による個別測定を検討中である．さらに，空洞共振器を用いずに，厚膜状の試料をマイクロストリップライン形状に加工し，静磁場印加下で高周波応答特性の測定を行うことで，高周波帯域における電気・磁気効果の評価を行う手法についても検討を行っている．
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き，本来の目的であるハーモニック共振が可能な，共振器摂動法による材料定数測定のための空洞共振器の作製を目指す予定であるが，従来型の空洞共振器による複素誘電率のみの測定と静磁場中におけるマイクロストリップライン形状試料の複素透磁率測定等,代替の評価・測定法の導入も検討し，種々のマルチフェロイックフェライトの高周波帯における電気磁気効果を明らかにする予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画時に予定していた購入備品（空洞共振器）は，入手不可能であることが明らかとなったため，汎用の導波管製造業者への依頼を検討していたが，ハーモニック共振を利用した共振器摂動法による材料定数測定のための要求仕様を満たす空洞共振器の作製が可能な製造業者が見つかっていない．
使用計画
早急に要求仕様を満たす空洞共振器の作製が可能な製造業者を選定し発注する．また空洞共振器の作製が困難な場合には，従来型空洞共振器とマイクロストリップラインを用いた誘電率・透磁率測定に切り替え，測定装置を購入する．
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