磁性金属－酸化物セラミックスナノコンポジット薄膜の新奇な機能変換材料の開発

磁性金属氧化物陶瓷纳米复合薄膜新型功能转换材料的开发

• 批准号: 20J20172
• 负责人: 木村 萌
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20172/
• 关键词: トンネル磁気－抵抗効果; トンネル磁気－誘電効果; トンネル磁気－光学効果; ナノコンポジット薄膜; スパッタリング; 熱処理; トンネル磁気ー誘電効果; 酸化物セラミックス; 磁気特性; トンネル磁気-誘電効果

本研究の目的は、ナノコンポジット薄膜のマトリックスに酸化物を用いた、新奇な機能変換材料の開発である。具体的には、磁性金属－酸化物ナノコンポジット薄膜を作製し、トンネル磁気－誘電(TMD)効果やトンネル磁気－光学(TMO)効果のような磁気誘起機能変換特性の発現および高性能化を目的とする。最終年度にあたる当年度は、当初の計画通りに新奇な機能変換特性の発現および高性能化、そしてこれまでの研究成果の総括に注力した。大きな成果は３つある。１つ目は、作製したCo-Al2O3系薄膜に熱処理を施すことで膜の構造を制御し、弱磁場におけるTMD効果の向上に成功した。具体的には、報告されている同組成膜の弱磁場H = 200 kA/mにおけるTMD効果0.04%を、膜構造の制御により75倍である3.0%まで向上させることができた。２つ目は、これまで1報しか発現が報告されていなかったTMO効果に関して大きな発展を遂げた。具体的には基礎的な研究が不足していたナノグラニュラー構造に起因する光学特性の評価法として、エリプソメトリー法による解析に挑戦し、手探り状態で解析を始め、最終的にCo量と光学特性の関係性を明らかにした。これにより、TMO効果が発現する条件を見出し、Co-Al2O3系ナノコンポジット薄膜においてTMO効果を発現させることに成功した。３つ目は、博士課程における研究成果を酸化物マトリックスの熱的安定性の観点から体系的に整理し、コバルト－酸化物系ナノコンポジット薄膜における磁気・電気・光学特性について、膜構造および各機能特性の関係を博士論文として総括した。上記の結果は、今後TMD効果およびTMO効果が発現する磁性金属－酸化物誘電体ナノコンポジット薄膜を作製する上での大きな知見であり、研究を進めるうえで重要な成果であると判断できる。

In this study, the purpose of this study is to test the properties of thin films, acidified materials and novel materials. The specific magnetic metal-acidified materials are used as thin films, and the magnetic-optical (TMD) films are used to improve the performance of the magnetic starter (TMO). In the most recent year, in the current year and at the beginning of the year, the computer was able to achieve high performance, and the results of the research included a lot of attention. Great achievements have been made in 3 years. 1. In order to improve the performance of the Co-Al2O3 thin film, the weak magnetic field is used to make the system, and the weak magnetic field is the result of the upward "success". The specific equipment and reports are in the same group as the film. The weak magnetic field H = 200 kA/m

项目成果

Co-MgO系ナノコンポジット薄膜の構造と磁気特性に及ぼすスパッタ照射面積の影響

溅射照射面积对Co-MgO纳米复合薄膜结构和磁性能的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Okumura Taiga;Yamaguchi Noriko;Suga Hiroki;Takahashi Yoshio;Segawa Hiroyo;Kogure Toshihiro;木村 萌，曹 洋，青木英恵，大沼繁弘，小林伸聖，増本 博
• 通讯作者: 木村 萌，曹 洋，青木英恵，大沼繁弘，小林伸聖，増本 博

熱処理によるCo-Al2O3 系ナノグラニュラー薄膜の弱磁場に おけるトンネル磁気－誘電効果の向上

热处理改善Co-Al2O3纳米颗粒薄膜弱磁场中隧道磁介电效应

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村 萌;曹 洋;青木 英恵;大沼 繁弘;小林 伸聖;増本 博
• 通讯作者: 増本 博

Tunneling Magneto-Resistance Effect of Co-Oxide Nano-Composite Films

共氧化物纳米复合薄膜的隧道磁阻效应

• 发表时间: 2021
• 作者: Moe Kimura;Yang Cao;Hanae Aoki;Shigehiro Ohnuma;Nobukiyo; Kobayashi;Hiroshi Masumoto
• 通讯作者: Hiroshi Masumoto

Co-MgO 系ナノコンポジット薄膜の電気および磁気特性

Co-MgO纳米复合薄膜的电学和磁学性能

• 发表时间: 2020
• 作者: 木村萌;曹 洋;青木英恵;大沼繁弘;小林伸聖;増本博
• 通讯作者: 増本博

Co-Al2O3系ナノグラニュラー薄膜におけるトンネル磁気－光学効果

Co-Al2O3 纳米颗粒薄膜中的隧道磁光效应

• 发表时间: 2023
• 作者: 木村 萌;池田 賢司;小林 伸聖;大沼 繁弘;増本 博
• 通讯作者: 増本 博