超軟磁性センダストを用いた単結晶TMRセンサによる脳磁場検出

本研究では、最先端スピントロニクス材料として利用可能であるという大胆な仮説のもと、薄膜状態のセンダストの特性を詳しく調査しました。その結果、バルク状態と同等以上の軟磁気特性を示すセンダスト薄膜を世界で初めて作製することに成功しました。また、軟磁気特性を示すセンダスト合金は、組成図上の一点のみであり、その作製が非常に困難であることが従来の常識でした。しかし、この研究により、軟磁気特性発現の起源がD03規則構造内のAl原子であることが解明され、原子規則度の低下に伴い軟磁気特性が発現するAl濃度が増加することが明らかになりました。薄膜における原子規則度は成膜後の熱処理温度によって容易に制御可能であるため、広範囲の組成域でセンダスト薄膜の優れた軟磁気特性が実現可能となりました。作製されたセンダスト薄膜は、TMRセンサに応用が期待される素材で、既存の材料よりも優れた軟磁気特性を示すため、その感度を飛躍的に向上させる新しい材料として期待されます。本研究により、軟磁気特性を示すセンダスト薄膜を容易に作製する方法が明らかになったため、センダスト合金は、伝統的な軟磁気特性材料としてだけでなく、最先端スピントロニクス材料として再び脚光を浴びることとなりました。このような新しい材料は、応用先のデバイスの性能を飛躍的に高める可能性を秘めているため、TMRセンサの感度を劇的に向上させることが期待されます。また、本研究をきっかけに、TMRセンサ以外のスピントロニクスデバイスへの応用の可能性も見据え、今後センダスト薄膜の研究が加速していくことも期待されます。

本研究では、最先端スピントロニクス材料として利用可能であるという大胆な仮説のもと、薄膜状態のセンダストの特性を詳しく調査しました。その結果、バルク状態と同等以上の軟磁気特性を示すセンダスト薄膜を世界で初めて作製することに成功しました。また、軟磁気特性を示すセンダスト合金は、組成図上の一点のみであり、その作製が非常に困難であることが従来の常識でした。しかし、この研究により、軟磁気特性発現の起源がD03規則構造内のAl原子であることが解明され、原子規則度の低下に伴い軟磁気特性が発現するAl濃度が増加することが明らかになりました。薄膜における原子規則度は成膜後の熱処理温度によって容易に制御可能であるため、広範囲の組成域でセンダスト薄膜の優れた軟磁気特性が実現可能となりました。作製されたセンダスト薄膜は、TMRセンサに応用が期待される素材で、既存の材料よりも優れた軟磁気特性を示すため、その感度を飛躍的に向上させる新しい材料として期待されます。本研究により、軟磁気特性を示すセンダスト薄膜を容易に作製する方法が明らかになったため、センダスト合金は、伝統的な軟磁気特性材料としてだけでなく、最先端スピントロニクス材料として再び脚光を浴びることとなりました。このような新しい材料は、応用先のデバイスの性能を飛躍的に高める可能性を秘めているため、TMRセンサの感度を劇的に向上させることが期待されます。また、本研究をきっかけに、TMRセンサ以外のスピントロニクスデバイスへの応用の可能性も見据え、今後センダスト薄膜の研究が加速していくことも期待されます。