研究論文リスト英文｜研究開発事業部｜公益財団法人電磁材料研究所

研究論文リスト英文

2021年

Structure and tunneling magneto-dielectric properties of Co-SrF₂ nano-granular thin films

Nobukiyo Kobayashi（電磁研）

Shigehiro Ohnuma（東北大学、電磁研）

掲載日	2021年9月14日
雑誌名等	AIP Advances, 11, 085224（2021）、 https://doi.org/10.1063/5.0058707
概要	同時スパッタリングにより、新しい組成系であるCo-SrF₂ナノグラニュラー膜を作製し、そのトンネル磁気誘電（TMD）効果に関して、ナノグラニュラー膜におけるマトリックスの結晶性の影響について検討した。膜組成は、コバルトターゲットへの投入電力を0～205Wの任意のワット数に調整することにより、膜中のコバルト含有量を0～19at.%に調整した。その結果、結晶化したSrF₂マトリックスにCo粒子（Φ3～4nm）が均一に分散した構造を有する膜が得られた。Co₁₉-(SrF₂)₁₈膜の誘電率は、最大で648の最大値に達し、飽和磁化は最大3.1ｋGを示した。さらにCo₁₆-(SrF₂)₈₄膜において、TMD応答は3.5％のピーク値を示し、以前に報告されたものよりも大きな値を有することが分かった。

Increasing vibration power generation energy by increasing the area of BaTiO₃ thick film formed on stainless-steel substrate by aerosol deposition

Yoshihiro KAWAKAMI
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掲載日	2021年7月20日
雑誌名等	Journal of the Ceramic Society of Japan 129 [4] 217-222 2021 DOI http://doi.org/10.2109/jcersj2.20146
概要	鉛フリー圧電材料であるBaTiO₃厚膜による振動発電エネルギー向上を目的として圧電厚膜の面積増加の検討を行った。圧電厚膜の面積増加にともない発電エネルギーは増加する傾向を示し、発電エネルギーは圧電厚膜の体積に比例することが確認された。また、面積が30×40mm、厚さ17μmのサンプルを用いて、先端に9gの錘をつけ片持ち梁の状態で先端を撓ませて1回はじくことにより得られた振動発電エネルギーは最大で39μJになることが確認された。

Fabrication of transition metal (TM = Fe, Co) difluorides-carbon nanocomposite films by magnetron co-sputtered deposition of Fe/Co and Teflon targets

Yang Cao（曹洋）, Kenta Nogawa（野川健太）, Nobukiyo Kobayashi（小林伸聖）, and Hiroshi Masumoto（増本博）
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掲載日	2021年6月21日
雑誌名等	Applied Physics Express 14, 075502(2021) https://doi.org/10.35848/1882-0786/ac07f0
概要	本論文では、Fe/Coとテフロンを用いたナノグラニュラー膜について報告しています。ナノグラニュラー膜は、FeまたはCoとテフロンのターゲットを同時にスパッタすることにより作製しました。これらの膜は、カーボンから成るマトリックスに粒径約8nmのFeまたはCoのフッ化物から成るナノ粒子が分散した特徴的な構造を有します。膜中のナノ粒子を成すFeおよびCoのフッ化物は、ネール温度が78K(FeF₂)および40K(CoF₂)の反強磁性を示します。これらの薄膜材料は、再生可能なエネルギーアプリケーションを提案するだけでなく、反強磁性微粒子の物性を調査するためのプラットフォームを提供する可能性があります。

Mechanism of highly sensitive strain response in antiferromagnetic chromium

Eiji Niwa

Masayuki Naoe

掲載日	2021年5月31日
雑誌名等	Journal of Applied Physics, 129, 203901(2021): https://doi.org/10.1063/5.0045728
概要	金属Crにおける、ひずみによる電気抵抗の高感度応答のメカニズムの解明を目的として、スピン密度波（SDW）状態の反強磁性Crについて密度汎関数理論に基づく第一原理計算を実施した。抵抗のひずみ感度を表すゲージ率（GF）の計算結果は約10と求まり、温室での実験結果と良い一致を示した。また、大きなGFがCrで観測される磁気体積効果に関連することを明らかにした。一軸ひずみに伴う体積変化が磁気状態だけでなく電気伝導にも影響を及ぼし、SDW状態における電子構造の感度良い変化を生じさせると考えられる。

Optimization of Ge concentration and substrate temperature to maximize the photocurrent of Ge-TiO₂ nanocomposite thin films prepared on p-Si substrates

Seishi Abe

掲載日	2021年4月14日
雑誌名等	Thin Solid Films 727（2021）138647
概要	次世代の光検知器等に用いる半導体コンポジット薄膜では、異なる材料の組み合わせを最適化することが必要です。本論文は、光電流が最大化するGe濃度と基板温度を明らかにした結果について報告しています。

Closed-Loop Control of an XYZ Micro-Stage and Designing of Mechanical Structure for Reduction in Motion Errors

Eiji Niwa

Yoshihiro Sasaki

掲載日	2021年3月24日
雑誌名等	Namomanufacturing and Metrology, Vol.4, pp.53-66, 2021. https://doi.org/10.1007/s41871-020-00091-2
概要	ミリ単位で変位可能でナノ単位の分解能を持つ、インパクトドライブ機構により動作するXYZマイクロステージにおいて、Cr-N薄膜ひずみセンサを統合した閉ループ制御が約20nmの位置決め精度を達成。しかし、各軸周りの回転方向の動作誤差がやや大きく、構造解析から板バネの張力によるトルクが原因と判明。そこで機械的構造の最適化の結果、そのトルクを抑制し、回転方向の動作誤差について0.05°以下への低減に成功した。

Phase transformation from PbS to PbSe:S in hot-wall deposition of nanocomposite thin film with evaporation sources of PbS and ZnSe

Seishi Abe

掲載日	2021年2月19日
雑誌名等	SN Applied Sciences (2021) 3:212
概要	次世代の高感度赤外光検知器等に用いる半導体コンポジット薄膜では、ナノ粒子の光感度の波長を可変化することが望まれます。本件は、ナノ結晶の固溶体化をもたらす独自手法について報告しています。

Composition-graded multilayer nanogranular films enabling broadband tunneling magneto-dielectric effect: Role of the granular distribution

Nobukiyo Kobayashi（電磁研）

Shigehiro Ohnuma（電磁研）

掲載日	2021年2月9日
雑誌名等	Appl. Phys. Lett. 118, 032901 (2021); https://doi.org/10.1063/5.0027233
概要	ナノグラニュラー膜のトンネリング磁気-誘電（TMD）効果は、新しい多機能デバイスの実現を可能にすることが期待されます。しかしながら、TMD効果の周波数特性は、原理的に特定の周波数にピークを有することを特徴とし、必然的にその有用性は狭い周波数範囲内に制限されてしまいます。本論文では、より広い周波数帯域で高いTMD効果を達成するために、Composition-Graded Multilayer（CGM）構造を採用したCo-MgF₂ナノグラニュラー膜について報告します。本研究で得られたTMD効果の挙動は理論的にも明確に裏付けることができ、CGM構造膜における粒子間隔分布がTMD効果の広帯域化の起源であることを明らかにしました。このように本研究によって、TMD特性の周波数応答の制御には粒子の分布状態が重要な役割を果たしていることが明らかとなり、この結果は、TMD効果の広帯域磁気電気デバイスへの応用を可能にします。

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