50斉藤 一哉59Kazuya SAITO水上 成美60Shigemi MIZUKAMI折紙の幾何学と小型甲虫の後翅の展開収納機構を融合させた新しいコンプライアント・メカニズムの創成 (2016年採択)Development of the new compliant mechanisms based on origami geometry and hindwing folding/unfolding systems found in small beetles (Project 2016)マンガン系垂直磁化トンネル磁気抵抗素子の開発と電圧印加磁化制御 (2013年採択)Development of Mn-based perpendicular magnetic tunnel junction and voltage controlled magnetic states (Project 2013)本研究は甲虫目を初めとする折りたたみ型の後翅を有する昆虫の翅の展開・収納行動をハイスピードカメラ，3次元計測技術を用いて詳細に観察し，折紙の幾何学を用いて翅のデザインを弾性力学的観点から説明する新しい折りたたみモデルを提案することで，様々なマイクロ・デバイスの製造に応用可能な新しいコンプライアント・メカニズムを創成することを目的とする．本助成期間においてはテントウムシを主なターゲットとして，高速度カメラと透明な人工翅を使った特別な手法によって，後翅の展開・収納プロセスの調査，マイクロCTスキャナによる立体構造の解明を行った．得られた成果によって，テントウムシの具体的な後翅の収納プロセスと高速展開メカニズムが明らかになった．The purpose of this study is to develop new compliant mechanisms that can be used in various micro-devices based on the foldable hindwings in insects. In this study, wing folding/unfolding motions were observed by using high-speed cameras and the 3D measuring system, and new folding models were proposed by using origami-geometry, which can explain the elastic behaviour in wing design. This fiscal year was mainly devot-ed to investigate the wings in ladybird beetles. The wing folding/unfolding process was investigated by using the high-speed camera and the special technique using transparent artificial wings. The micro-computed to-mography is used to investigate the 3D structure of folded and unfolded hindwings. The results revealed the detailed storing method and high-speed deploying system in ladybugʼs wing.本研究では，前助成で得られた高垂直磁気異方性・低磁気摩擦係数を示すマンガンガリウム合金を主たる磁性材料として用いて，将来の大容量不揮発性磁気抵抗メモリのためのマンガン系垂直磁化トンネル磁気抵抗素子の基礎研究を行った．まず，鉄コバルト合金界面層を用いた素子において，室温で60%（低温で120%）のトンネル磁気抵抗比を得た．また，特殊な下地を用いることで，1-3 nmの厚みのマンガンガリウム規則合金のナノレイヤーの室温成長プロセスを見出した．そのナノレイヤーを用いた垂直磁化トンネル磁気抵抗素子の作製に成功するとともに，その電圧効果について明らかにした．In this study, we performed the basic research on Mn-based perpendicular tunnel magnetoresistive devices for non-volatile magnetoresistive random access memory with high memory capacity. The tunnel magnetore-sistance (TMR) ratio of 60% (120%) at room temperature (low temperature) has been obtained using the iron-cobalt alloys interlayer. Room temperature growth method of 1-3 nm thick manganese gallium na-no-layer has been discovered. Using this new method, the manganese gallium nano-layer based devices have been successfully fabricated and the electric field effect on magnetic anisotropy has been clarified.
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