2022 Fiscal Year Annual Research Report
多周期積層による面内異方性制御した希土類系厚膜磁石の超小型デバイス応用
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19H02173
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
中野 正基 長崎大学, 工学研究科, 教授 (20274623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福永 博俊 長崎大学, 工学研究科, 理事 (10136533)
板倉 賢 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20203078)
柳井 武志 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30404239)
進士 忠彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60272720)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 厚膜磁石 / MEMS / ガラス膜（下地層） / マイクロ着磁 / PLD / Nd（or Pr)-Fe-B系磁石膜 / 保磁力 / 破壊現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は，MEMS （Micro Electro Mechanical Systems）材料としての利用が期待されるNd-Fe-B系厚膜磁石の開発を目指し，紫外線波長のパルスレーザをNd-Fe-B系ターゲット表面にDefocusさせ照射し，真空中で数ミクロン径の微粒子を創製ひいてはSi基板上への堆積させる手法により，0.01 mm厚以上のNd-Fe-B系厚膜磁石の作製を進めてきた。その際，金属材料であるNd-Fe-B系厚膜磁石を半導体材料であるSi基板上に作製するポイントとして，SiとNd2Fe14Bの間（あいだ）の線膨張係数を有するNdに着目し，熱処理による結晶化過程において，①粒界相，②三重点，③基板と磁石膜の界面にNdを析出させる様な組成制御を行うことにより，上記の内部応力の低減，ひいては剥離現象の回避に取り組み，Nd-Fe-B系厚膜磁石の0.16 mmまでの厚膜化を実現してきた。その一方で，Nd元素の析出に伴う試料内の過剰なNd含有量は，残留磁気分極や（(BH)maxの劣化を生じさせる課題が生じた。そこで，Nd含有量を抑制しつつ，剥離・破壊を生じさせない手法として，Si基板とNd-Fe-B系厚膜磁石の間にガラス下地層を挿入する事を提案した。下地層にガラスを利用したもう一つの理由は，厚膜磁石から発生する磁界の有効利用を鑑みたSi基板上へのマイクロ着磁を実現するためである。本研究では,「超小型デバイス」の具現化を目指し，Si基板上に作製するNdも-くはPr)-Fe-B系厚膜磁石から発生する磁界の「大幅な増加」を目指し，厚膜磁石とガラス膜（下地層）を組み合わせた試料開発ならびにデバイス応用に向けた知見獲得を目指す。その際，面内異方性を考慮した「磁性層とガラス層の多周期積層化」に取り組み，更にはガラス層に替わる非磁性層としてアルミナ層の有効性も明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
中野・柳井研究室
http://www.eee.nagasaki-u.ac.jp/labs/magnet/index.html
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