ナノメタル（ナノ金属）の特異な性質 高周波電気抵抗の局所的喪失
Strange effect for nano-structured metal with ferro-magnetics
Nano-structured Si metal vanishes electrical resistance at local high frequency
2016年12月9日
関西大学システム理工学部 電気電子情報工学科 超高周波工学研究室 佐伯 拓、飯田幸雄
システム理工学部 物理・応用物理学科 稲田 貢
Taku SAIKI, Yukio IIDA, Mitsuru Inada
Faculty of Engineering Science, Kansai Univ., Japan
研究テーマ
ナノメタルにおける特異な性質
Negative permittivity, Magnetic reasonance, Ferro-magnetics of sintered
Si nano-polycrystalline body, Resistance at high frequency, Skin effect,
Negative resistivity, Spintronics
負の透磁率、磁気共鳴、焼成ナノシリコン多結晶体の強磁性化、負性抵抗、表皮効果、スピン波
内容
焼成金属（シリコンと鉄）ナノ多結晶体が強磁性であることを実験で確認し、磁気共鳴周波数付近（MHｚ帯）の高周波領域で電気抵抗が実効的に消失する（０近くとなる）ことも実験で明らかにした。この我々が初めて発見した現象は、通常の金属と異なる焼成金属ナノ多結晶体特有の現象であると推測された。
従来、通常の正の透磁率と異なる負の透磁率の２種類の材料を用い、金属中の表皮効果による電流の表面での偏りをなくし電流分布を均一化する研究がなされたが、あくまで異なる２種類の物質を用いていたため、表皮効果を低減することには成功したが抵抗値は残ったままであった。
電流による電気抵抗値の周波数特性について、負性抵抗特性とともに電気抵抗値の消失が電流密度と大きく関係があることを明らかにした。
Reserch contents
It has been showed in experiments that sintered Si and Fe nanopaste with
Si and Fe nano-polycrystalline has ferromagnetism. Sintered Si nanopaste
with Si nano-polycrystalline will be applicable to magnetic materials.
The resistivity of metal Si and Fe nano-polycrystalline decreased by cancelling
the skin effect due to the nanostructure. A singular radical vanishing
of the resistivity of the Si and Fe nano-polycrystalline around high magnetic
resonance frequencies was also observed because of the negative permittivity
of the sintered metal nanopaste. It will be applicable to electronic transmittance
lines and semiconductors.
発表論文
1) T. Saiki, Y. Iida, S. Masuda,
“Fabrication of Core Inductor Using Sintered Aluminum Nano-paste with Aluminum Nano-polycrystalline structure”,
The 5th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’16), Yokohama, Japan,
May 19th, 2016. ALPSp14-14.
2)T. Saiki, Y. Iida,
,"Application of Sintered Si Nanopaste with Si Nano-polycrystalline
to Magnetic Materials and Vanishing of Resistance at Local High Frequency",
The 6th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’17), Yokohama, Japan,
April 20, 2017, APLSp14-5.
3) S. Masuda, T. Saiki, M. Inada, T. Teramachi, Y. Iida,
,"Frequency Characteristics of Core Inductors Using Sintered Metal
Nano-paste with a Metal Nano-polycrystalline Structure",
The 6th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’17), Yokohama, Japan,
April 20, 2017, APLSp14-7.
4) Mitsuru INADA, Yukio IIDA, Taku SAIKI, Shinichirou MASUDA, “Aluminum
Nano-polycrystalline Substance with Ferromagnetics and Application to High-Frequency
Core Inductor”, J. of Electrical and Electronic Engineering, Vol. 5(3),
June (2017) pp.98-103.
5） 佐伯 拓、中村啓人、徳本樹一、中村和広、植松 徹、
“還元シリコンナノ粒子を原料とする焼成シリコンナノペーストを用いた金属空気電池の試作“、レーザー研究、
(2017), Vol. 45 No.6.
T. Saiki, K. Nakamura, J. Tokumoto, K. Nakamura, T. Uematsu, “Fabrication
of metal air cells using sintered Si nanopaste with reduced Si nanoparticles”,The
Review of Laser Engineering, (2017), Vol. 45 No.6.
6) 佐伯 拓，飯田幸雄
“強磁性を持つ焼成ナノシリコン体における高周波抵抗の局所的消失”
第７８回応用物理学会秋期学術講演会, ２０１７年９月６日, 福岡, 福岡コンベンションセンター, 6p-PA1-4
7)佐伯 拓，宮楠 大輝, 山崎 和仁, 飯田幸雄, 稲田 貢,
“焼成鉄ナノ多結晶体における高周波抵抗の局所的消失”,
第７９回応用物理学会秋期学術講演会,２０１８年９月２０日, 名古屋, 名古屋国際会議場、20a-PB1-14.
8)佐伯 拓、飯田幸雄、稲田 貢、“焼成鉄ナノ多結晶体の磁気特性と高周波電気抵抗の局所的消失”、電気学会A部門、Vol.
138 No. 10 (2018) pp.512-520.
9) Taku Saiki, Yukio Iida, Mituru Inada, “Appearance of ferro-magnetic
property for Si nano-polycrystalline body and vanishing of electrical resistances
at local high frequencies”, J. of Nanomaterials, vol. 2018 (2018), ID9260280,
pp.1-12. [arXiv:1805.02312]