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2009 年度 実績報告書

磁性形状記憶合金の巨大磁気抵抗効果

研究課題

研究課題/領域番号 21560693
研究機関東北学院大学

研究代表者

鹿又 武  東北学院大学, 工学部, 教授 (60048816)

研究分担者 菜嶋 理  東北学院大学, 工学部, 准教授 (00265183)
キーワード巨大磁気抵抗効果 / 磁性形状記憶合金 / マルテンサイト変態 / ホイスラー合金 / 相転移 / 光電子分光 / 電子状態 / 磁気モーメント
研究概要

近年発見されたNi-Mn-Z(Z=In,Sn)磁性形状記憶合金のマルテンサイト(M)相に磁場を作用すると、磁場誘起逆マルテンサイト変態が観測されると同時に、巨大磁気抵抗効果が現れる。巨大磁気抵抗効果は見出されて間もないためその起因については現在全く不明である。その起因を調べる目的で、以下の研究を行った。
(1) Ni-Mn-In磁性形状記憶合金
50%Ni断面のNi-Mn-In磁性形状記憶合金に焦点を絞り、良質多結晶を作製した。化学量論比よりMn原子が多いNi-Mn-In合金の結晶構造解析、熱分析、磁気測定を行い、実験結果を基にして同合金系の磁気状態図を決定した。磁化とメスバウワー分光実験から上記合金のM変態温度以下の磁性が常磁性であること及び余分なMn原子の磁気モーメントがNi,Mn副格子の磁気モーメントと強磁性的に結合していることを明らかにした。
(2) Ni-Mn-Sn磁性形状記憶合金
磁気測定と結晶構造解析の実験結果を基にしてFe添加Ni-Mn-Sn磁性形状記憶合金の磁気相図を決定した。上記合金の電気抵抗率、熱起電力、磁気抵抗を測定した。強磁場下で70%を超える磁気抵抗率を観測した。Ni-Mn-Sn合金の光電子分光と第一原理バンド計算を行い、上記合金のM変態の機構について検討した。本年度の研究により、上記合金の母相とM相のフェルミ近傍における電子状態が著しく異なっていること及びM変態の機構に関する有力な情報が得られたので、研究課題は急速に進展すると予想する。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Magnetic properties of Ni_<50>Mn_<34.8>In_<15.2> proved by Mossbauer spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      V.V.Khovaylo(1番目)、T.Kanomata(2番目), 他7名
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

      ページ: 144409/1-144409/7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic properties of quaternary Heusler alloys Ni_<2-x>Co_xMnGa2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kanomata(1番目), 他8名
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

      ページ: 214402/1-214402/6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase diagram of Fe-substituted Ni-Mn-Sn shape memory alloys2009

    • 著者名/発表者名
      K.Fukushima(1番目)、T.Kanomata(3番目), 他9名
    • 雑誌名

      Scripta Materialia 61

      ページ: 813-816

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic properties of Mn-rich Ni_2MnSn Heusler alloys under pressure2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Chieda(1番目)、T.Kanomata(2番目), 他8名
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 486

      ページ: 51-54

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mossbauer study on ferromagnetic shape memory alloys Ni_2Mn_<1-x>Fe_xGa2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Amako(1番目)、T.Kanomata(6番目), 他4名
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 488

      ページ: 243-245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic properties on shape memory alloys Ni_2Mn_<1+x>In_<1-x>2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kanomata(1番目), 他9名
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 321

      ページ: 773-776

    • 査読あり
  • [学会発表] Ni_<50>Mn_<50-x>In_xホイスラー合金の相安定性と磁気特性2010

    • 著者名/発表者名
      宮本隆史(1番目)、鹿又武(5番目), 他4名
    • 学会等名
      日本金属学会 2010春期(第146回)大会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス、茨城県つくば市
    • 年月日
      2010-03-30
  • [学会発表] Co基ホイスラー合金のスピン波分散係数とキュリー温度2010

    • 著者名/発表者名
      梅津理恵(1番目)、鹿又武(5番目), 他4名
    • 学会等名
      日本金属学会 2010春期(第146回)大会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス、茨城県つくば市
    • 年月日
      2010-03-30
  • [学会発表] 強磁性形状記憶合金Ni_2Mn_<1-x>Cu_xGaの磁気相図2010

    • 著者名/発表者名
      鹿又武(1番目), 他6名
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス、岡山市
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] 強磁性ホイスラー合金Co_2CrGaのキュリー点近傍での磁化過程2010

    • 著者名/発表者名
      西原弘訓(1番目)、鹿又武(4番目), 他7名
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス、岡山市
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] 形状記憶合金の磁性と磁歪の研究2010

    • 著者名/発表者名
      左近拓男(1番目)、鹿又武(5番目), 他3名
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス、岡山市
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] Electronic structures of Ni_2MnGa upon the martensitic phase transition studied by X-ray magnetic circular dichroism (XMCD)2009

    • 著者名/発表者名
      M.Ye(1番目)、 T.Kanomata(13番目), 他11名
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス、熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] Electronic and magnetic structures of Heusler-type alloys Ru_<2-x>Fe_xCrGe2009

    • 著者名/発表者名
      Y.T.Cui(1番目), T.Kanomata(9番目), 他7名
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス、熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] Electronic structures of Ni_2Mn_<1+x>Sn_<1-x> upon the martensitic phase transition studied by X-ray magnetic circular dichroism (XMCD)2009

    • 著者名/発表者名
      M.Ye(1番目), T.Kanomata(11番目), 他9名
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス、熊本市
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] Metamagnetic behavior and magnetic properties of Ni-based ferromagnetic shape memory alloys2009

    • 著者名/発表者名
      R.Umetsu(1番目)、T.Kanomata(3番目), 他6名
    • 学会等名
      第33回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス、長崎市
    • 年月日
      2009-09-13
  • [学会発表] Magnetization Process near the Curie Temperature of a Ferromagnetic Heusler Alloy Co_2CrGa2009

    • 著者名/発表者名
      H.Nishihara(1番目)、T.Kanomata(4番目), 他6名
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-30
  • [学会発表] Hyperfine coupling constant for ^<59>Co estimated from a high-field Susceptibility and high-field NMR shift in ferromagnetic Co_2TiGa and Co_2VGa2009

    • 著者名/発表者名
      H.Nishihara(1番目)、T.Kanomata(4番目), 他7名
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-30
  • [学会発表] Effect of substitution of Co on kinetic arrest behavior in NiCoMnIn metamagnetic shape memory alloys2009

    • 著者名/発表者名
      W.Ito(1番目)、 T.Kanomata(5番目), 他4名
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-27

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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