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マルチフェロイックス素子

国内特許コード P110004396
整理番号 E087P04
掲載日 2011年7月13日
出願番号 特願2009-295587
公開番号 特開2011-135018
登録番号 特許第4999016号
出願日 平成21年12月25日(2009.12.25)
公開日 平成23年7月7日(2011.7.7)
登録日 平成24年5月25日(2012.5.25)
発明者
  • 十倉 好紀
  • 徳永 祐介
  • 金子 良夫
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 マルチフェロイックス素子
発明の概要

【課題】 既に市場で大量に生産されているM(マグネトプラムバイト)型フェライト磁石により、外部磁場で電流を誘起でき、外部磁場で電気分極の強度や方向を制御でき、また、外部電場で誘起した磁化の強度や方向を制御でき、且つ、室温の動作環境温度において動作可能なマルチフェロイックス素子を提供する。
【解決手段】 M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料で、室温の動作環境温度において外部磁場を作用させることにより電流を誘起する。例えば、マルチフェロイックス素子は、BaFe12-x-δScx Mgδ19(δ=0.05)結晶材料のSc濃度xが1.6から2であるマルチフェロイックス固体材料1とそれを挟むように形成される金属電極2とからなる構造を有し、金属電極2に平行に交流磁界5を印加するように配置され、金属電極2間に誘起される電流を利用する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


本発明者らは、強誘電性と強磁性とを合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、Y型フェライト化合物が外部磁場により電気分極を発生することを用いたマルチフェロイックス素子を提案した(下記特許文献1,非特許文献1参照)。

産業上の利用分野


本発明は、強誘電性と強磁性を合わせもつ新機能素子としてのマルチフェロイックス素子に係り、反復的な磁化反転により変位電流を発生させることが可能なことからナノメートルサイズのナノ発電装置を提供する。また、外部磁場により電気分極を生成し、その強度や方向を制御可能な素子を提供する。また、外部電場により磁化の強度や方向を制御可能な素子を提供する。さらに、磁化によって記憶された情報を読み出すのに必要な磁気センサーに利用される。さらに、この素子はメモリ素子に関する技術にも応用できる。

特許請求の範囲 【請求項1】
M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、室温において外部磁場を作用させることにより電流を誘起するマルチフェロイックス素子であって、前記マルチフェロイックス固体材料はAFe12-xx 19のM(マグネトプラムバイト)型フェライトであり、AはCa,Ba,Sr,Pbもしくはこれらの二種類の元素の混合物からなり、Bは3価元素であるScであり、xの範囲は1.6<x≦2であることを特徴とするマルチフェロイックス素子。

【請求項2】
M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、室温において外部磁場を作用させることにより電流を誘起するマルチフェロイックス素子であって、前記マルチフェロイックス固体材料はAFe12-x-yx y 19のM(マグネトプラムバイト)型フェライトであり、AはCa,Ba,Sr,Pbもしくはこれらの二種類の元素の混合物からなり、Bは3価元素であるScであり、Cは2価元素であるMg,Ca,Zn,Co,Ni,Cuもしくはこれらの二種類の元素の混合物からなり、xの範囲は1.6<x≦2、yの範囲は0<y≦1であることを特徴とするマルチフェロイックス素子。

【請求項3】
M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、室温において外部磁場を作用させることにより電流を誘起するマルチフェロイックス素子であって、前記マルチフェロイックス固体材料は、酸素ガス雰囲気2気圧以上の高圧ガス雰囲気中で、光ランプによる浮遊溶融帯製造法により作製した単結晶であることを特徴とするマルチフェロイックス素子。

【請求項4】
M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、室温において外部磁場を作用させることにより電気分極の強度及び方向を制御可能にしたマルチフェロイックス素子であって、前記マルチフェロイックス固体材料はAFe12-xx 19のM(マグネトプラムバイト)型フェライトであり、AはCa,Ba,Sr,Pbもしくはこれらの二種類の元素の混合物からなり、Bは3価元素であるScであり、xの範囲は1.6<x≦2であることを特徴とするマルチフェロイックス素子。

【請求項5】
M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、室温において外部磁場を作用させることにより電気分極の強度及び方向を制御可能にしたマルチフェロイックス素子であって、前記マルチフェロイックス固体材料はAFe12-x-yx y 19のM(マグネトプラムバイト)型フェライトであり、AはCa,Ba,Sr,Pbもしくはこれらの二種類の元素の混合物からなり、Bは3価元素であるScであり、Cは2価元素であるMg,Ca,Zn,Co,Ni,Cuもしくはこれらの二種類の元素の混合物からなり、xの範囲は1.6<x≦2、yの範囲は0<y≦1であることを特徴とするマルチフェロイックス素子。

【請求項6】
M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、室温において外部磁場を作用させることにより電気分極の強度及び方向を制御可能にしたマルチフェロイックス素子であって、前記マルチフェロイックス固体材料は、酸素ガス雰囲気2気圧以上の高圧ガス雰囲気中で、光ランプによる浮遊溶融帯製造法により作製した単結晶であることを特徴とするマルチフェロイックス素子。

【請求項7】
M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、室温において外部電場を作用させることにより磁化の強度及び方向を制御可能にしたマルチフェロイックス素子であって、前記マルチフェロイックス固体材料はAFe12-xx 19のM(マグネトプラムバイト)型フェライトであり、AはCa,Ba,Sr,Pbもしくはこれらの二種類の元素の混合物からなり、Bは3価元素であるScであり、xの範囲は1.6<x≦2であることを特徴とするマルチフェロイックス素子。

【請求項8】
M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、室温において外部電場を作用させることにより磁化の強度及び方向を制御可能にしたマルチフェロイックス素子であって、前記マルチフェロイックス固体材料はAFe12-x-yx y 19のM(マグネトプラムバイト)型フェライトであり、AはCa,Ba,Sr,Pbもしくはこれらの二種類の元素の混合物からなり、Bは3価元素であるScであり、Cは2価元素であるMg,Ca,Zn,Co,Ni,Cuもしくはこれらの二種類の元素の混合物からなり、xの範囲は1.6<x≦2、yの範囲は0<y≦1であることを特徴とするマルチフェロイックス素子。

【請求項9】
M(マグネトプラムバイト)型フェライトからなる強誘電性と強磁性を合わせもつマルチフェロイックス固体材料からなり、室温において外部電場を作用させることにより磁化の強度及び方向を制御可能にしたマルチフェロイックス素子であって、前記マルチフェロイックス固体材料は、酸素ガス雰囲気2気圧以上の高圧ガス雰囲気中で、光ランプによる浮遊溶融帯製造法により作製した単結晶であることを特徴とするマルチフェロイックス素子。
産業区分
  • 固体素子
  • 磁性材料
  • 電子応用機器
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009295587thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 十倉マルチフェロイックスプロジェクト 領域
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