O H T A K E L A B., Y O K O H A M A N A T. U N I V.

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::: 概要 :::

 超スマート社会や省エネルギー社会を実現するための磁気に関わる材料、物性、デバイスの研究を行っています。 超高真空下で材料を形成することにより、ナノから原子レベルで材料構造を制御します。 そして、材料が潜在的に持つ性質を引き出し、磁気的相互作用や電子スピン状態を操作します。 具体的な現在のターゲットは、 ① Society 5.0時代のキープロダクトとなる電源自立型ワイヤレスIoTセンサを実現させる磁歪式振動発電デバイス、 ② 次世代電動モビリティ普及のために、モータの高効率化を可能とさせる低損失エネルギー変換材料、 ③ 情報機器の低消費電力化からモバイル端末の充電頻度低減までを可能とさせる電子スピンを利用したメモリ材料、 です。

テーマ例
・磁歪式振動発電に適する磁性材料の開発と高効率化のためのデバイス構造の設計
・磁歪式振動発電デバイスに適用可能なめっき法もしくはアークプラズマ蒸着法による厚膜形成技術の構築
・波浪エネルギーの利用に適した振動発電デバイスの構造設計
・高効率電磁エネルギー変換特性を持つアモルファスFe-Bもしくは結晶Fe-Al系合金モータ用磁気コア材料の開発
・情報処理時以外、電力を消費しない電子スピン流駆動型の準安定Mn系合金メモリ材料の開発
・結晶核と原子層レベル成長制御による新規磁性材料の創出

::: Experimental facilities :::

超高真空マグネトロン・スパッタリング装置
UHV magnetoron sputtering sysytem

スパッタリングを行う超高真空(4×10-7 Pa以下)のチャンバーとRHEED(反射高速電子回折)による原子配列の解析、逆スパッタ、試料交換を行うチャンバーから構成される装置です。 5つのターゲットを同時にセットすることが可能なため複雑な層構成のエピタキシャル膜を作製でき、 更に、RHEED装置を搭載していることから、通常、スパッタリング法では容易でない結晶核生成や原子層レベルでの成長の制御を行うことができます。 この装置は、DCとRFの両方の電源を備えており、こららを重畳させてスパッタリングさせることもできます。 また、複数種のガスを同時に導入できるため、反応性スパッタリングも行うことができます。
分子線エピタキシー装置(縦型)
Molecular beam epitaxy system

極高真空(7×10-9 Pa以下)のチャンバーにおいて、RHEED(反射高速電子回折)で表面構造をリアルタイムでモニタリングしながら、エピタキシャル膜を成長させることができます。 結晶核が生成されるまさにその瞬間の様子を観察することができ、また、界面近傍での結晶構造や格子歪も把握することができます。 そのため、新しい材料の創出や、構造制御が難しい材料の作製に適しています。 この装置には、原料をセットするポートが4つあり、EBガン(3 kW)とKセルの組み合わせによる多元蒸着も可能であるため、系統的に合金組成を変化させる実験も行うことができます。
分子線エピタキシー装置(横型)
アークプラズマ蒸着装置
電解めっき装置
無電解めっき装置
磁場中熱処理装置
環境制御型 走査型プローブ顕微鏡
真空排気型 走査型プローブ顕微鏡
試料振動型磁力計
透磁率測定装置
回転磁界印加型 磁歪測定装置
フィゾー干渉計を用いた磁歪測定装置
電気抵抗測定装置
電子天秤
光学顕微鏡
研磨装置
ダイヤモンドカッター
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