慶大が世界最大級の磁気キャパシタンス変化率426％を達成、機構の解明にも成功

実際に、高度なマグネトロンスパッタ技術を活用して2つの鉄磁性膜の間に薄いスピネル絶縁膜を挟んだ、高品質な磁気トンネル接合を作製し、それを磁場中にセットし、キャパシタンスの振る舞いが調べられたところ、この磁気トンネル接合において、電圧を加えると最大で426％のTMC比の観測に成功したとする。

(左)磁気トンネル接合の測定系。(右)磁気トンネル接合試料の画像 (出所:慶大プレスリリースPDF)

また、理論的な検討として、誘電体理論に量子力学と統計論を取り入れた新たな計算手法を用いることで、実験結果をよく説明できることが判明。この理論計算から、スピン分極率がより大きい磁性材料を用いれば、TMC比がもう1桁上の1000％を超えることもわかったという。

電圧を加えることで、426％のキャパシタンス変化率が達成された (出所:慶大プレスリリースPDF)

研究チームでは、今回の研究成果を踏まえ、超高感度磁気センサやメモリの誕生に向けた、新たな道が切り拓かれることが期待されるとしているほか、次世代IoT技術としての活用にもつながるとしている。また、将来的には、IT/ICT分野のみならず、環境エネルギー、医療・治療、保健科学、運輸交通、農業、製造業などの幅広い分野での実用化が期待できるともしている。