磁歪材料と圧電材料の積層化による磁気力制御デバイス

抄録

電磁石は，電気エネルギーを機械エネルギーに変換する根幹要素である。例えば，モータやスイッチング素子等のデバイスは電磁石で構成され，これは巻線の起磁力が発生する磁気力が基になっている。しかしながら起磁力の発生には，電流の通電が必要で，抵抗によりジュール損，そして発熱が必然的に発生する。またデバイスを微小にするにつれ，これらの問題はより顕著に現れ，巻線の薄細化に伴う発熱は，その作製技術と共に考慮すべき課題である。著者らは，これらの問題を解決すべく磁歪材料と圧電材料の積層体により巻線を用いずに磁気力を制御する方法を提案している。これは圧電材料で磁歪材料の磁化，ひいては磁気力を制御する。よって磁気力を一定に保持する際の消費電力，発熱は零である。この特徴は小型化した場合も同様で，積層化が薄膜やマイクロマシニング技術でできれば，電磁石にはない特徴を有するマイクロ磁気アクチュエータの実現も可能である。今回の発表では，著者らが提案する積層素子の原理から，測定結果，またその理論解析を簡単に述べ，素子による磁気力制御の可能性について検証する。