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無機物性化学研究室 - 光照射によって可逆に磁性や超伝導性が制御できるような材料開発の研究

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慶應義塾大学理工学部化学科無機物性化学研究室では、「光機能性材料の創製」と「ダイヤモンドを使ったセンサーの開発」というふたつのテーマを主軸とした研究を行なっています。
「光機能性材料というとこうざっくりした、フワッとした感じのイメージですけど、一番身近な例だと太陽光発電のソーラーパネルがひとつの光機能性材料ですよね。太陽光がそのパネルにこう当たって、電気を生み出す。ということで光機能性材料をもう少し噛み砕いて言うと、光を当てる、光に応答してなにかこう機能がでるそういう材料の事を差します。一番動作がわかり易いと思われる例でいうと、ちょっとおまんじゅうを想像して欲しいんですよ。おまんじゅうって 中が餡子で周りが生地、求肥とかですよね。我々の磁石というのは餡子が磁石で、周りの生地が光に応答する物質。つまりその二層構造をとっていると。光をあてるとその生地、求肥の部分が性質が変わって、変わった性質が中の餡子に伝わって、一つのおまんじゅうとしての性質が変わると。」
ソーラーパネルなどこれまで にも多種多様の光機能性材料が発見、開発されていますが 、その中でも 光照射によって可逆に磁性や超伝導性が制御できるような材料開発の研究は、次世代エレクトロニクス材料への応用が期待されています。 例えば光機能性材料をハードディスクなどの記録媒体に利用した場合、光を使った反応による磁力の強弱で情報を伝達できるため、従来のハードディスクに比べて読み書きの速度が飛躍的に向上します。
「あと我々はナノサイズの磁石を扱っているので、磁石一つひとつに情報を記録する事ができるであろうと。ナノシートを使うと何が新しいか、何が面白いかというと、組み合わせが非常にたくさんあって、例えば磁石になるナノシートこれもいっぱいありますし、光に応答するナノシートも一杯あると。組み合わせが実に多彩。あとナノシートと言うくらいなので一枚の厚さがものすごく薄いんですよね。一ナノメートルとか。ですので、もの、なんて言うのかな、最終的にナノシートを積み上げて作ったそういう複合材料自体が全体としてもものすごく薄いので小型化、集積化に向いていると考えています。」
データを記録できるナノサイズの金属錯体集積・配置し、それに光に応答するような二層構造の仕組みが作れると、高速大容量の新たな記録メディアの開発にも繋がります。現時点ではまだ動作温度に制限があり、光によって反応する磁石の強弱のメリハリが少ないという課題があるため、これらの解決に向けた研究にも力を注いでいます。
無機物性化学研究室では光機能性材料が持つ「光 によって反応する」という性質を更に追求し、次世代エレクトロニクス材料の可能性を拡げる研究に取り組みます。
Category
教育 - Education
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