SAMURAI - NIMS Researchers Database

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外部併任先

  • 筑波大学大学院 理工情報生命学術院 数理物質科学研究群 物性・分子サブプログラム 教授(連係大学院)

研究内容

Keywords

磁性材料、ネオジム磁石、レアアース磁石、磁気記録媒体、ハーフメタル、スピントロニクス素子、ナノ解析、アトムプローブ、金属材料の微細組織と特性、マグネシウム合金

理事長に就任するまでは、研究者としてNIMSで27年間にわたり金属材料のナノ組織に関する研究に従事してきました。主に磁性材料を中心とする金属材料の構造-特性関係に関する研究で、実用的にも極めて重要な成果を発表してきました。この20年間は、ネオジム磁石で代表されるレアアース磁石、ナノ結晶軟磁性材料、FePtベースの熱アシスト記録媒体、ハーフメタル強磁性材料(ホイスラー合金)の探索およびそのデバイス応用など、磁性・スピントロニクス材料の研究に力を入れてきました。

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キャリア初期には、草創期のアトムプローブ電界イオン顕微鏡(APFIM)および3次元アトムプローブ(3DAP)を用いた金属ナノ構造の解析の先駆的な研究を行い、さまざまな合金の構造-特性関係を解明し、実用的に重要な材料の構造や特性発現のメカニズムを明らかにしました。また、レーザー支援3Dアトムプローブを早期に立ち上げ、UVレーザーを使用して絶縁材料の3DAP分析に初めて成功しました。さらに、現在では広く行われるようになっている3DAPを用いたアルミニウム合金における溶質クラスターの原子スケールでの析出過程の解析は、当時としては極めて先進的な研究でした。近年このアプローチをマグネシウム合金にも展開し、溶質原子クラスターを制御することで、熱処理により高強度化でき、加工性にも優れたマグネシウム合金の提案に至りました。さらに、アモルファス合金およびその結晶化プロセスの原子レベルでの特性評価を先駆け、アモルファスFe-Si-B-Nb-Cu合金の結晶化メカニズムを解明し、ナノ結晶軟磁性材料の開発の指針となる研究を行いました。

2010年のレアアース危機に先駆けた2008年より、ネオジム磁石のDyの問題に着目し、ネオジム磁石の微細構造を電子顕微鏡と3DAPを補完的に用いてマルチスケールで解析し、従来の見解を覆す保磁力メカニズムを確立しました。これに基づき、宝野のグループは低温で溶ける共晶合金を使用した粒界浸透法を開発し、Dyを使用せずにネオジム磁石の保磁力を飛躍的に向上できることを実証しました。これにより、Dyフリーネオジム磁石の原型が実現しました。また、FePt薄膜のナノ構造に関する系統的なTEM観察に基づき、FePt-Cナノグラニュラー垂直薄膜を開発し、これは当時の全てのハードディスクメーカーで再現され、その後の熱アシスト磁気記録(HAMR)媒体のプロトタイプとなりました。さらに、彼のグループは高スピン分極強磁性ホイスラー合金の探索も行い、それを用いた素子界面の原子レベル制御により高い磁気抵抗を実現する試みも行い、これらの成果は磁性・スピントロニクス応用分野で高く評価されています。

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

書籍
会議録
その他の文献

所属学会

日本金属学会、日本磁気学会、応用物理学会、TMS, IEEE Magnetics Society

受賞履歴

  • 2024 Acta Materialia Gold Medal (2024)
  • 紫綬褒章 (2024)
  • 日本磁気学会賞 (2022)
  • つくば奨励賞実用化部門 (2022)
  • 科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞(研究部門) (2020)
  • 第61回本多記念賞(本多記念会) (2020)
  • 日本磁気学会フェロー(日本磁気学会) (2019)
  • 2018 REPM Distinguished Achievement Award (2018)
  • 第27回つくば賞(茨城県科学技術振興財団) (2016)
  • IFES Fellow (The International Field Emission Society) (2016)
  • IEEE Magnetic Society Distinguished Lecturer (2015)
  • 増本量賞(日本金属学会) (2014)
  • 日本磁気学会業績賞 (2013)
  • Honorary Membership of the Indian Institute of Metals (2013)
  • TMS Life Time Membership (2012)
  • TMS Fellow Award (2011)
  • 日本金属学会功労賞 (2011)
  • 第6回本多フロンティア賞(本多記念会) (2009)
  • 日本磁気学会優秀研究賞 (2008)
  • 軽金属躍進賞(日本軽金属学会) (2003)
  • 日本金属学会第56回功績賞 (1997)
  • 第8回つくば奨励賞(茨城県科学技術振興財団) (1997)
  • The Acta Metallurgica et Materialia Best Paper Award for 1992 (1994)
  • 日本金属学会奨励賞 (1992)
  • 村上奨励賞(村上記念会) (1992)
  • 軽金属奨励賞(日本軽金属学会) (1991)
  • 本多記念奨励賞(本多記念会) (1991)
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