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2018 年度 実績報告書

ペロブスカイト磁気ナノグラニュラーにおける光誘起型巨大磁気誘電効果の発現

研究課題

研究課題/領域番号 17K19019
研究機関北海道大学

研究代表者

海住 英生  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (70396323)

研究分担者 西井 準治  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60357697)
芥川 智行  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (60271631)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワードスピントロニクス / 磁気ナノ構造 / 誘電体 / 光電流 / トンネル効果
研究実績の概要

絶縁体中に磁性ナノ粒子を分散させた磁気ナノグラニュラーは、室温にて磁気誘電効果を示すことから、近年、次世代の超高感度磁気センサー・高周波インピーダンスチューナブルデバイスとして大きな注目を集めている。しかしながら、その誘電率変化は最高でも数%程度となっており、応用上十分な感度を有していない。そこで、本研究課題では、新たな磁気誘電材料としてペロブスカイト型磁気ナノグラニュラーを提案し、本材料において光誘起型巨大磁気誘電効果の発現を目指す。本研究課題の推進は、光学、磁性(特にスピントロニクス)、及び誘電性が互いに融合した新たな学際領域を創出させると同時に、次世代高性能磁気センサー・高周波デバイスの実現に向けた新たな設計指針を導くと期待できる。
本研究目標を達成するため、昨年度は、光誘起型磁気誘電効果の測定システムを構築した。当該年度は、本測定システムを用いることで、Fe系磁気ナノグラニュラーの磁気インピーダンス特性を調べた。その結果、室温にて磁気誘電効果を観測することに成功した。また、磁気誘電効果の周波数特性は3種類の緩和時間を有するデバイ・フレーリッヒモデルに基づいた理論計算により定量的に説明できることがわかった。一方で、ペロブスカイト系光応答材料の光誘電特性を調べた結果、室温にて光誘電効果を観測することに成功した。これらの実験結果、及び計算結果をベースに、ペロブスカイト型磁気ナノグラニュラーにおける磁気誘電効果を理論解析した結果、巨大な誘電率変化が得られることが明らかになった。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] ブラウン大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ブラウン大学
  • [雑誌論文] Ferroelectric Alkylamide Substituted Helicene Derivative with 2D Hydrogen-Bonding Lamellar Phase2019

    • 著者名/発表者名
      Hayato Anetai, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Higashi Kobayashi, Nozomi Saito, Masanori Shigeno, Masahiko Yamaguchi, and Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 141 ページ: 2391-2397

    • DOI

      10.1021/jacs.8b1122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A trinuclear iron(III) complex of a triple non-innocent ligand toward spin-structured molecular conductors2019

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Hoshino and Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 24 ページ: 19323-19331

    • DOI

      10.1002/chem.201804280

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Motion of Organic Ligands in Polar Layered Cobalt Phosphonates2018

    • 著者名/発表者名
      Zhong-Sheng Cai, Norihisa Hoshino, Song-Song Bao, Tomoyuki Akutagawa, and Li-Min Zheng
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 8 ページ: 13495-13503

    • DOI

      10.1002/chem.201801301

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robustness of Voltage-induced Magnetocapacitance2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, T. Misawa, T. Nagahama, T. Komine, O. Kitakami, M. Fujioka, J. Nishii and G. Xiao
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 8 ページ: 14709(1-10)

    • DOI

      10.1038/s41598-018-33065-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ESIPT Fluorescent Chromism and Conformational Change of 3-(2-Benzothiazolyl)-4-hydroxy-benzenesulfonic acid by Amine Sorption2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nakane, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Ken-ichi Sakai, Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C.

      巻: 8 ページ: 16249-16255

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b03248

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic response of random lasing modes in a ZnO nanoparticle film deposited on a NiFe thin film2018

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara, H. Kaiju, J. Nishii, and K. Sasaki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 113 ページ: 131108(1-4)

    • DOI

      10.1063/1.5040720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Molecular Assemblies Toward a New Frontier in Materials Chemistry2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Akutagawa
    • 雑誌名

      Mater. Chem. Front.

      巻: 2 ページ: 1064-1073

    • DOI

      10.1039/C7QM00603A

    • 査読あり
  • [学会発表] Tunnel Magnetocapacitance in Single-layered Fe/MgF2 Granular Films2018

    • 著者名/発表者名
      R. Msiska, S. Honjo, Y. Asai, M. Arita, A. T. Fukuchi, Y. Takahashi, N. Hoshino, T. Akutagawa, O. Kitakami, M. Fujioka, J. Nishii and H. Kaiju
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] ボウル状トリチアスマネン誘導体の強誘電性2018

    • 著者名/発表者名
      Wu JianYun、武田 貴志、星野 哲久、甲山 雅也、古川 俊輔、斎藤 雅一、芥川 智行
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会2018
  • [学会発表] Tunnel Magnetocapacitance in Fe/MgF2 Magnetic Nanogranular Films2018

    • 著者名/発表者名
      R. Msiska, S. Honjo, Y. Asai, M. Arita, A. T. Fukuchi, Y. Takahashi, N. Hoshino, T. Akutagawa, O. Kitakami, M. Fujioka, J. Nishii and H. Kaiju
    • 学会等名
      平成30年度物質・デバイス領域共同研究拠点 展開共同研究B「新機能創出に向けたスピンダイナミクスに関する研究」研究会
  • [学会発表] ジアルキルテレフタルアミド誘導体の強誘電性2018

    • 著者名/発表者名
      川名 萌枝子、武田 貴志、星野 哲久、芥川 智行
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会2018
  • [学会発表] Study on Tunnel Magnetocapacitance in Fe/MgF2 Nanogranular Films2018

    • 著者名/発表者名
      R. Msiska, S. Honjo, Y. Asai, M. Arita, A. T. Fukuchi, Y. Takahashi, N. Hoshino, T. Akutagawa, O. Kitakami, M. Fujioka, J. Nishii and H. Kaiju
    • 学会等名
      日本材料科学会第4回マテリアルズ・インフォマティクス基礎研究会
  • [学会発表] 分子性材料の基礎と将来2018

    • 著者名/発表者名
      芥川智行
    • 学会等名
      第228回フォトポリマー懇話会
    • 招待講演
  • [学会発表] Magnetocapacitance effect in magnetic tunnel junctions2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, T. Nagahama, O. Kitakami, J. Nishii, and G. Xiao
    • 学会等名
      14th Hokkaido University-Nanjing University-NIMS/MANA Joint Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 力で形を変える結晶~有機強弾性2018

    • 著者名/発表者名
      芥川智行
    • 学会等名
      第8回CSJフェスタ
    • 招待講演
  • [学会発表] Tunnel Magnetocapacitance in Single-layered Fe/MgF2 Magnetic Granular Films2018

    • 著者名/発表者名
      R. Msiska, S. Honjo, Y. Asai, M. Arita, A. T. Fukuchi, Y. Takahashi, N. Hoshino, T. Akutagawa, O. Kitakami, M. Fujioka, J. Nishii and H. Kaiju
    • 学会等名
      The 19th RIES-Hokudai International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Ferroelectricity of Alkylamide-Substituted Helicene Derivatives2018

    • 著者名/発表者名
      Hayato Anetai, Takashi Takeda, Norihisa Hoshino, Higashi Kobayashi, Nozomi Saito, Masanori Shigeno, Masahiko Yamaguchi, and Tomoyuki Akutagawa
    • 学会等名
      The International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Ferroelectric Non pi-planar Helicene Derivatives bearing Alkylamide-Chains2018

    • 著者名/発表者名
      H. Anetai, T. Takeda, N. Hoshino, H. Kobayashi, N. Saito, M. Shigeno, M. Yamaguchi, T. Akutagawa
    • 学会等名
      The 43rd International Conference on Coordination Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Ferroelectric Bowl-to-Bowl Inversion System Based on Trithiasumanene Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Akutagawa, Jianyun Wu, Shunsuke Furukawa, Masaichi Saito
    • 学会等名
      π-EJ 2018 π-System Figuration European-Japanese Workshop 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ferroelectricity and Bowl-to-Bowl Inversion of Trithiasumanene Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Akutagawa, Jianyun Wu, Shunsuke Furukawa, Masaichi Saito
    • 学会等名
      The 8th TOYOTA RIKEN International Workshop: Organic Semiconductors, Conductors, and Electronics
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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