東北大学 鉄スズ磁石の薄膜でフレキシブルホール素子を実現

東北大学金属材料研究所の藤原宏平准教授、佐竹遥介大学院生、塩貝純一助教、関剛斎准教授、塚﨑敦教授らの研究グループは、鉄とスズから成る合金系磁石の薄膜を作製し、形状を変えられるフレキシブルな磁気センサー(ホール素子)として利用可能であることを実証した。

各種エレクトロニクス分野において、磁場を電気的に検出することのできる磁気センサの需要が高まっています。磁気センサは、半導体ホール素子が一般的だが、近年、磁石の性質を活用するホール素子にも注目が集まっている。この新型素子は、半導体素子の弱点を補う反面、磁場を電気信号に変換する性能が低いという欠点があった。

研究グループでは、この欠点を克服した新型素子を開発すべく、鉄スズ合金に着目して薄膜を作製、結果、広い温度・磁場範囲で優れたセンサ特性が得られることを明らかにした。この薄膜は産業でも広く用いられている薄膜合成手法(スパッタリング法)によって容易に作製でき、さらに室温での素子作製が可能。これにより、薄膜の土台を高分子基板(自在に変形できるが、熱に弱い)にしても素子を搭載でき、実際に素子を「曲げた状態」でもセンサが正常に動作することを実証した。

この成果により、関連する金属系磁石薄膜を用いた磁気センサー開発が前進するとともに、従来の半導体素子とは異なる磁石の特性を活用した新たな応用研究が今後加速するものと期待されるという。
研究成果は、2019年3月1日(金)(英国時間10時)に、英国科学誌「Scientific Reports」オンライン版に掲載された。

プレスリリースサイト(東北大学):
https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2019/03/press-20190228-02-tetsusuzu.html