パラジウムの磁力を电圧で制御できることが明らかに 非磁性体を电気的に磁石にする手法に道
パラジウムに电圧を加えた际の磁気モーメントの诱起
図のような构造で电圧を加えると、パラジウム薄膜表面がイオンで覆われ、パラジウム内部の表面付近に电荷が蓄积します。磁気モーメントが増大する原因の一つと考えられます。
© 2015 Chiba Lab.
东京大学大学院工学系研究科の大日方绚大学院生、同研究科物理工学専攻の千叶大地准教授らの研究チームは、自然界に存在する状态では磁石の性质を示さない非磁性体として知られるパラジウムに磁石の性质を持たせることに成功し、电圧を加えることで、その磁力の大きさを可逆的に制御できることを明らかにしました。これにより、非磁性体を电気的に磁石化できる可能性に道を拓きました。
一度作った材料の性质を、あとから电気的にチューニングできれば、必要なときに、必要な特性を简便?自在に得られるようになり、磁気デバイスに使われる材料の幅がさらに拡がります。磁石の性质を示す磁性体を扱う分野では、一方の电极が磁石の薄膜であるキャパシタ构造（コンデンサ）に电圧を加え、磁石の薄膜中に电荷（电子）を充放电することで、その磁力のチューニングや狈极と厂极の向きを反転させる试みが盛んになされてきました。従来の热?磁界?电流で磁力を制御する手法よりも圧倒的な低消费电力で磁石の特性を制御できると期待されるからです。
このような研究の流れの中で、もともと磁石の性质を示す磁性体に电圧を加えて磁力を消すことが可能であることは报告されていました。しかし、逆に、磁石の性质を示さない非磁性体に电圧を加えて磁石化したり、非磁性体の状态に戻したりすることには成功していませんでした。
今回、研究チームは、自然には非磁性体の金属として知られる「パラジウム （元素記号：Pd）」に磁力を持たせ、その磁力の大きさを、電圧を加えることによって制御できること、正の電圧を加えた場合には負の電圧を加えた場合よりも磁力が強くなることを明らかにしました。具体的には、パラジウムの薄膜にコバルト（元素記号：Co）の薄膜を隣接させることでパラジウム自身に磁力をもたせた構造を作製し、その磁力の大きさを正負の電圧で制御できることを示しました。
今回の成果によって、「非磁性体を电気的に磁石にできる可能性を见出したといえます」と千叶准教授は话します。「もともと磁石でなかった材料を、あとから电圧を加えて磁石にしたり、またもとに戻したりすることが容易に可能になれば、现在では磁気工学の分野で用いられない物质も活跃できるようになるため、磁気デバイスに使われる材料の幅がさらに拡がると期待されます」。
また、本研究は电力中央研究所?材料科学研究所の小野新平主任研究员らと共同で行われました。
论文情报
, "Electric-field control of magnetic moment in Pd", Scientific Reports 5, Article Number: 14303 (2015), doi:10.1038/srep14303.
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