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【プレスリリース】中空構造を持つ球状粒子内に形成された 磁気渦の直接観測に成功 - 磁気渦粒子を用いた医療応用の展開へ -

掲載日2021.10. 8


概要

岩手大学と東北大学は、株式会社日立製作所と共同で、サブミクロンサイズ※1の中空マグネタイト球状粒子※2内で磁気渦が形成していることを、電子線ホログラフィー※3による直接観察で実証しました。

また、マイクロマグネティクス計算※4により、中空構造を有する球状粒子では磁気渦構造に加えて、磁場中で二重に磁気渦が形成することを明らかにしました。

今回得られた知見は、磁気渦形成に基づいた磁性粒子の医療応用の可能性と機能向上につながるものです。

本研究成果は、米国物理学協会(AIP)が発行する国際学術誌「Applied Physics Letters」の電子版に令和3年9月27日付で掲載されました。また、本成果は注目論文(Featured)に選出され、9月27日発刊号の表紙に採用されました。

なお、本研究は文部科学省先端研究基盤共用促進事業(新たな共用システム導入支援プログラム)JPMXS0410500020で共用された機器を利用した成果です。


※1 サブミクロンサイズ:1マイクロメートルの10分の1オーダーのサイズ
※2 中空マグネタイト球状粒子:粒子内部に空洞を持つ球形のマグネタイト粒子。マグネタイト(Fe3O4)は酸化鉄の一種で磁石としての性質を持つ。
※3 電子線ホログラフィー:観察箇所を通過した電子波である物体波と、素性の分かっている真空などの領域を通過した電子波(参照波)を干渉させ、得られたホログラム(干渉縞)から、試料の電磁場を物体波の波面の変位(位相像)として計測する方法
※4 マイクロマグネティクス計算:磁性体内部の磁気的なエネルギーを数値的に計算し、エネルギー的に安定な磁気状態を求める手法。様々な粒子形態を仮定することができる
※5 単磁区構造:磁性粒子内の原子が持つスピンが全て同一方向に揃った磁気状態

掲載論文

掲載紙:Applied Physics Letters
論文名:Magnetic vortex structure for hollow Fe3O4 spherical submicron particles
著 者:平野 伸彦 岩手大学大学院総合科学研究科 修士課程2年(研究当時)
小林 悟  岩手大学理工学部物理・材料理工学科 教授
野村 英志 岩手大学大学院総合科学研究科 修士課程2年
千葉 桃子 岩手大学大学院総合科学研究科 修士課程2年(研究当時)
葛西 裕人 株式会社日立製作所研究開発グループ 主任研究員
赤瀬 善太郎 東北大学多元物質科学研究所 講師
明石 哲也 株式会社日立製作所研究開発グループ 主任研究員
菅原 昭  株式会社日立製作所研究開発グループ 主任研究員
品田 博之 株式会社日立製作所研究開発グループ 技術顧問
公表日:2021年9月27日
URL:https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0060439
DOI:10.1063/5.0060439

9月27日発刊号の表紙:
https://aip.scitation.org/action/showLargeCover?doi=10.1063%2Fapl.2021.119.issue-13

本研究成果の詳細は、以下のプレスリリースをご覧ください。