名古屋大学 研究力強化促進事業

「革新的マテリアル・デバイスを活用したエネルギーハーベスティング研究ユニット」の永沼 博 特任教授（未来材料・システム研究所/国際高等研究機構）らの研究成果が、科学誌『ACS Applied Electronic Materials』に掲載されました。詳細は、名古屋大学研究成果発信サイトをご覧ください。

【本研究の概要】※プレスリリースより
•従来は困難とされてきた、磁石の強さ（磁化）と情報の保持能力（保磁力（注1））の両立を、独自の「ナノ傾斜設計（注2）」により実現した。
•従来の均一材料と比べ、磁化を維持したまま、保磁力を従来の最大約10倍に向上させることに成功した。
•大強度陽子加速器施設J-PARC MLF（注3）と3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（ナノテラス）（注4）を連携活用した解析により、全体の性能向上を実現するメカニズムが明らかになった。
•デジタル社会の拡大に伴う消費電力増大の課題解決に向け、待機電力を大幅に削減できる次世代省エネ磁気メモリの実現につながる成果である。

【用語説明】
注1.   保磁力（ほじりょく）：磁石の磁化の向きを反転させるために必要な磁場の大きさ。この値が大きいほど、記録した情報が外部の磁気的な乱れに強く、データが消えにくい「粘り強い」磁気メモリ材料であることを意味する。
注2.   ナノ傾斜設計：材料の成分濃度を、膜の厚さ方向に沿ってナノメートル（10億分の1メートル）単位で連続的に変化させた構　造を人工的に作製する手法。今回の研究では、ルテニウムの濃度を傾斜させることで、均一に混ぜた場合には解決できなかった性能の課題が解消できた。
注3.   J-PARC MLF：茨城県東海村にある世界最大級の大強度陽子加速器施設であり、物質・生命科学実験施設（MLF）では高強度の中性子ビームを利用した実験ができる。MLFに設置されたビームラインBL17 SHARAKUでは偏極。中性子ビームを用いて、材料の内部に隠れた磁気の状態をナノスケールで層ごとに詳しく調べることができる。
注4.    NanoTerasu（ナノテラス）：3GeV高輝度放射光施設。国の主体機関である量子科学技術研究開発機構と地域パートナー（宮城県、仙台市、東北大学、東北経済連合会で構成）の代表機関である光科学イノベーションセンターによる官民地域パートナーシップという新しい枠組みによって整備・運営する特定先端大型研究施設で、東北大学青葉山新キャンパス内に立地している。太陽の10億倍明るい強力な光（放射光）を用いた実験ができる。ビームラインBL13UではX線磁気円二色性（XMCD）測定によって、特定の元素（今回はマンガン）がどのような磁気を持っているかを精密に観察できる。

雑誌名： ACS Applied Electronic Materials
論文タイトル：Balancing Both Coercivity and Magnetization in Compositionally Graded Ru:LSMO Epitaxial Thin Films: A Separate Analysis of Surface/Interface and Bulk Magnetism by a Complementary Approach
著者： Gaku Sato, Kenichi Kaminaga*, Takayasu Hanashima, Kazuhiro Akutsu-Suyama, Tetsuro Ueno, Yoshiyuki Ohtsubo, Yuto Abiko, Ryota Kimura, Keita Sasaki, Hibiki Murakami, Keisuke Haruki, Ayumu Kikuchi, Rintaro Kimura, Hiroshi Naganuma, Shingo Maruyama, Hiroyuki Aoki and Yuji Matsumoto
*責任著者：東北大学大学院工学研究科　助教　神永健一
DOI： 10.1021/acsaelm.6c00176
関連サイト： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaelm.6c00176（外部サイト）
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