世界で初めての透明強磁性体の開発に成功― 新しい磁気光学効果の発見 ―

世界で初めての透明強磁性体の

開発に成功

― 新しい磁気光学効果の発見 ―

平成28年9月28日

公益財団法人電磁材料研究所

国立大学法人東北大学

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

詳細は、リンクを参照して下さい。

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　公益財団法人電磁材料研究所の

小林伸聖主席研究員、

国立大学法人東北大学学際科学

フロンティア研究所の増本博教授、

同金属材料研究所の高橋三郎助教

および国立研究開発法人日本原子力研究

開発機構先端基礎研究センターの

前川禎通センター長の研究グループは、

全く新しい発想による透明強磁性体の

開発に世界で初めて成功しました。

　開発した材料は、

ナノグラニュラー材料1、２）と呼ばれる、

ナノメートルサイズの磁性金属粒子を

誘電相中に分散させた金属と絶縁体

(誘電体)の2相からなる薄膜材料であり、

室温で大きな光透過率３）と

強磁性を示し、かつ、透明度が磁場で

制御可能な新しい磁気-光学効果４）を

示すことを見いだしました。

　透明な磁性体の開発は、磁性材料研究

において重要なテーマの一つです。

　室温で透明な強磁性体が実現すれば、

磁気・電子および光学デバイスのみならず、

様々な産業分野に多くの革新的な技術発展

をもたらすことが期待できます。

　これまでに、磁性半導体や磁性酸化物

において透明な磁性体の検討がされて

きましたが、室温では磁化が小さく、

また十分な透明性が得られないなど、

透明な強磁性体は実現されていません

でした。

　我々は、ナノメートル

(1/1000000ミリメートル)の微細複合構造

を持つナノグラニュラー磁性体の

研究開発を進め、可視光領域において

高い光透過性を持ち、かつ強磁性併せ持つ

薄膜材料の開発に成功しました。

　この材料は、粒径が数ナノメートルの

鉄-コバルト合金微粒子(グラニュール)が、

フッ化アルミニウム５）の媒質

（マトリックス）中に分散した構造を

有します。

　この構造により、鉄-コバルト合金

による強磁性とフッ化アルミニウムによる

光透過性の両方の特性を同時に発揮する

ことができます。

　さらに、この材料の光透過率は

磁場の大きさを変化させることによって

制御できることも見出しました。

　これは、過去に報告の無い新しい

磁気-光学効果であり、鉄-コバルト合金の

強磁性グラニュール間の

量子力学的トンネル効果による

スピン依存電荷振動６）に基づく

『トンネル磁気誘電効果』によって

説明されます。

　この新しい材料は、世界で初めて

実現した室温で透明な強磁性体であって、

かつ、透明度が磁場により自己調整できる

機能を持ちます。

　今後の開発の進展によって、

例えば、速度、燃料計や地図を自動車や

航空機のフロントガラス上に直接表示する

デバイスなど、次世代透明磁気デバイスや

電子機器の実現が可能となります。

　なお、本研究成果は、英国科学誌

「Scientific Reports

（サイエンティフィック レポート）」

（9月28日付）に掲載されます。

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　良さそうです。

＞この新しい材料は、世界で初めて実現

＞した室温で透明な強磁性体であって、

＞かつ、透明度が磁場により自己調整

＞できる機能を持ちます。

　素晴らしい。

＞今後特性の一層の向上によって、

＞透明磁気デバイスが可能となり、

＞さらに透明電極材料と組み合わせること

＞によって、透明な電気磁気光学デバイス

＞が可能になるものと期待されます。

　大いに期待しましょう。