2025年 | プレスリリース・研究成果

【本学研究者情報】

〇多元物質科学研究所　教授　岡本聡
多元物質科学研究所　教授　Hossein Sepehri-Amin
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

　NIMSは、東北大学および産業技術総合研究所と共同で、鉄系の軟磁性アモルファスリボンに新たなナノ組織・磁区構造の制御技術を導入し、電力損失を従来比で50％以上削減することに成功しました。特に、次世代高周波トランスや電気自動車の駆動用電源回路などで求められる数十キロヘルツの高周波領域で高性能を発揮し、電動機器の省エネ化やカーボンニュートラル実現への貢献が期待されます。本成果は、9月3日にNature Communications誌に掲載されました。

【研究成果の概要】

■従来の課題

　AI向けデータセンターや電気自動車などの電力利用が急速に拡大する中、電力の高効率利用が重要な課題となっています。その要となるパワーエレクトロニクス技術では、電力を変換・供給するトランスやインダクタなどに使われる軟磁性材料の性能が効率化の鍵を握ります。軟磁性材料は、外部磁界に対してすばやく反応する磁化応答性に優れ、電力ロスを抑えられる金属材料ですが、パワーエレクトロニクス技術の高周波化に伴い、軟磁性材料で発生するエネルギーロスの増大が深刻な問題となっていました。

■成果のポイント

今回、NIMS、東北大学、および産業技術総合研究所（産総研）の研究チームは、鉄を主成分とした軟磁性アモルファスリボン内部の「ナノ組織」および「磁区構造」を精密に制御する手法を新たに開発しました。これにより、特にトランスや電気自動車のパワー回路など、応用が期待されている数十キロヘルツまでの高周波域で、軟磁性材料の電力損失を従来比で50％以上削減することに世界で初めて成功しました（図1）。

【用語解説】

[1] 軟磁性アモルファス材料：結晶構造を持たず、原子が不規則に配列しているため、磁化の方向を容易に変えることができる特性を有します。この特性により、トランスやモーターのコア材、チョークコイル、インダクタなどへの応用が期待されています。

【論文情報】

タイトル：Ultra-Low Core Loss in Fe-enriched Soft Magnetic Ribbons Enabled by Nanostructure and High-Frequency Domain Engineering
著者： Ravi Gautam, Shozo Hiramoto, Nikita Kulesh, Hiroaki Mamiya, Satoshi Okamoto, Nobuhisa Ono, Takeshi Ogasawara, Tadakatsu Ohkubo, Hossein Sepehri-Amin
掲載誌：Nature Communications
DOI：10.1038/s41467-025-63139-1

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学　多元物質科学研究所
教授　岡本　聡（おかもと　さとし）
TEL：022-217-5357
E-mail：satoshi.okamoto.c1*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学 多元物質科学研究所 広報情報室
TEL： 022-217-5198
Email：press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）