非対称磁歪/圧電/磁歪層状複合材料における磁電効果

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近年、マルチフェロイック材料は注目を集めている。これらの材料は磁電効果(Magnetoelectric effect)を持つため、新規メモリなどに幅広い応用の可能性を秘めている。最近、圧電/磁歪層状複合材料を共振状態にすることによって、巨大な磁電効果を発見した。しかし、従来の圧電/磁歪層状複合材料は磁歪層A/圧電層/磁歪層Aのような対称的な構造をとっているため、共振は一つの周波数でしか起こらない。本研究では、磁歪層A/圧電層/磁歪層Bのような非対称層状複合材料の作製することによって、材料は二つの周波数で巨大な磁電効果が予想される。これにより、複数の周波数で動作するディバイスが可能となる。去年度では主に以下の成果が得られた。1. 大きい磁歪効果を持つFe-Gaの機構を電顕などの手法で解明し、ナノマルテンサイトの関連性を明らかにした。Fe-Gaはナノサイズのマルテンサイトドメインを持ち、外場中にこれらのドメインが成長したら、ほかのドメインに変換したりすることにより大きな磁歪が発生する。これはFe-Ga合金の大きい磁歪効果の起源である。2. Fe-Ga-Mn磁歪合金を作製し、大きい磁歪効果は磁場による歪ガラス(ナノマルテンサイト)のドメイン変換であることを判明した。Fe-Ga-Mn系はマルテンサイト変態する系であるため、歪ガラスの存在が明らかである。この系の大きい磁歪効果の起源が明らかになった。3. 上記低臨界磁場を持つ磁歪材料Fe-Ga及びFe-Ga-Mnを新規層状複合材料の候補にする試みをした。