研究論文リスト英文

2022年

Tunnel magnetodielectric effect: Theory and experiment
    Yang Cao(東北大学)、Nobukiyo Kobayashi(電磁研)、Hiroshi Masumoto(東北大学)
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掲載日 2022年3月2日
雑誌名等 Appl. Phys. Lett. 120, 082901 (2022);
https://doi.org/10.1063/5.0077879
概要 我々が見出したトンネル磁気誘電(TMD)効果は、基礎科学のみならず多機能デバイスへの応用においても、大きな興味と可能性を有します。一方、誘電率の変化の磁化との対応についての詳細な検討はなされておらず、理論的にどの程度の誘電率変化が期待できるか明らかになっていません。本研究では、ナノグラニュラールのスピン分極率、および規格化された磁化に対する理論的な考察と実感の対応を検討しました。その結果、ナノグラニュラー膜のTMDは、理論的に200%もの大きな値が期待できることが明らかになりました。
Large Faraday effect in nanogranular films with a high refractive index matrix
    池田賢司小林伸聖荒井賢一
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掲載日 2022年1月25日
雑誌名等 Optical Materials EXPRESS, Vol. 12, No.2, pp.403-412(2022)
https://doi.org/10.1364/OME.447532
概要 ナノグラニュラー磁性薄膜は、強磁性と光透過性を両立し、既存の磁気光学材料の10倍以上の大きな磁気光学効果を有する。この薄膜を集積フォトニクスデバイス等の光デバイスへ応用するためには、大きい磁気光学効果に加え光導波路のコア材として用いるための高い屈折率、微細加工性を有する材料が不可欠となる。本研究では、高屈折率材料であり、半導体プロセスにおける微細加工技術が蓄積されているSi3N4をマトリックス、磁性金属としてFeCoを用いたナノグラニュラー薄膜を作製し、その磁気光学効果を解析した。その結果、雰囲気中に窒素を導入した反応性スパッタで作製することにより、アモルファスのSiNをマトリックスとしたナノグラニュラー構造を形成し、光透過性と大きな磁気光学効果を示すことが明らかとなった。
DC and AC tunneling magnetoelectric responses of cobalt lateral nanogranular films
    Hanae Kijima-Aoki, Shigehiro Ohnuma, Nobukiyo Kobayashi, Hiroshi Masumoto
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掲載日 2022年1月7日
雑誌名等 Journal of Magnetism and Magnetic Materials 547(2022)168890,https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.168890
概要 コバルト(Co)-フッ化バリウム(BaF2)ナノグラニュラー膜において、新しいラテラルな構造を提案し、膜面内おおび膜面垂直方向で、それぞれ独立して制御可能な直流(DC)および交流(AC)トンネリング効果を実現した。ラテラル構造ナノグラニューラー膜は、プログラム可能なタンデムスパッタ法によって作製した。膜は、扁平形状の磁性Coナノ粒子が異なる厚さのBaF2層の間に周期的に挿入されたラテラル構造を有する。これらの膜は、電気抵抗率ρが1013μΩ・cmを超える絶縁特性を示し、膜面内方向ではトンネル磁気抵抗(TMR)効果、膜面垂直方向には磁気抵抗(TMD)効果が確認された。また、従来のCoナノ粒子を含むナノグラニュラー膜と比較して、TMRおよびTMDの磁界感度は増大した。ここで得られたラテラル構造ナノグラニュラー膜は、高感度磁気センサーとしてAC/DCハイブリット素子に応用できる可能性がある。

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