研究課題
磁性体に応力を印加すると磁気的性質が変化する現象は逆磁歪効果と呼ばれ、それを利用した振動発電は身の回りの振動から無線送信が可能な電力を高効率に発電できるため、革新的なエネルギーハーベスティング技術としてIoTデバイス用の小型電源としての応用が期待されている。本研究では、比較的小さな磁歪定数のFe-Si合金単結晶の逆磁歪効果の発現機構を明らかにすることにより、新材料の設計指針を得ることを目的とする。これまでの研究では、応力印加による磁気特性の変化から逆磁歪効果を評価してきた。しかし、逆磁歪効果の詳細な発現機構を明らかにするためには、磁気と弾性の相互作用を多角的に評価する必要がある。本年度は、磁場―応力―歪みの関係を詳細に調べるために、引張り試験機に磁場印加コイルを付加した独自システムを構築し、比較的大きな磁歪定数のFe-Co基合金多結晶を用いて予備実験を行った。具体的には、まず、歪み―磁場曲線に及ぼす引張り応力印加の影響を調べた。Fe-Co基合金は比較的大きな正の磁歪定数を有しているため、歪みは磁場印加に伴い増加し、磁化飽和状態になると飽和する。引張り応力を印加すると、歪み―磁場曲線の飽和値が急激に減少することが確認された。また、応力―歪み曲線に及ぼす磁場印加の影響を調べた結果、ヤング率は無印加磁場状態では比較的低歪みで極小を示して顕著に変化するのに対し、磁場印加状態ではほとんど変化しないことが明らかになった。
1: 当初の計画以上に進展している
磁気と弾性の相互作用を評価するための独自システムを立ち上げることに成功した。
本年度立ち上げたシステムを用いて、Fe-Si合金単結晶の逆磁歪効果を多角的に評価する。
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AIP Advances
巻: 11 ページ: 035021～035021
10.1063/5.0038903
