北海道大学などの研究グループは、新現象である「逆磁気キャパシタンス(iTMC)効果」を発見した。これは、以前から広く知られている磁気キャパシタンス(TMC)効果の逆の現象で、世界で初めて発見されたもの。

 TMC効果とは、2つの磁性層(磁気を帯びた層)の間に薄い絶縁層を挟んだ接合において、磁性層の磁化(磁石としての性質の向き)が互いに平行であるときキャパシタンス(電気容量;電気が溜まる量)が「大きく」、反平行であるとき「小さく」なる現象。今回、研究グループは、鉄と酸化鉄を組み合わせて従来にない接合構造の開発に挑み、これと逆の現象、すなわち、磁性層の磁化が平行であるときキャパシタンスが「小さく」、反平行のとき「大きく」なる現象の発現に成功した。

 また、量子力学を取り入れた電荷蓄積理論によりこのメカニズムを解明済みで、理論計算によれば、窒化鉄とコバルト鉄ホウ素合金を用いた構造では、キャパシタンスの変化率(iTMC比)が今回得られた鉄に関する値より約10倍も大きくなるという。

 本研究成果を発端とし、iTMC効果に関する研究が広く展開されていけば、iTMC比の向上とともに高感度・低消費電力磁気センサーやメモリー誕生への道が切り拓かれる。将来的には、磁気カードリーダーやGPS等の位置検出センサー素子、パソコンやスマートフォン搭載用の不揮発性メモリーなどへ応用できる見込みだ。

論文情報:【Scientific Reports】:Inverse Tunnel Magnetocapacitance in Fe/Al-oxide/Fe3O4

東北大学

建学以来の伝統である「研究第一」と「門戸開放」の理念を掲げ、世界最高水準の研究・教育を創造

開学以来の「研究第一主義」の伝統、「門戸開放」の理念、「実学尊重」の精神を基に、数々の教育研究の成果を挙げてきた実績を踏まえ、これらの伝統・理念等を積極的に踏襲し、独創的な研究を基盤として高等教育を推進します。[…]

この記事が気に入ったらおねがいします。

大学ジャーナルオンライン編集部

大学ジャーナルオンライン編集部

大学ジャーナルオンライン編集部です。

大学や教育に対する知見・関心の高い編集スタッフにより記事執筆しています。