Creation of L10-FeNi supermagnet

• Project/Area Number: 16H03873
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Thin film/Surface and interfacial physical properties
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Kotsugi Masato 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 准教授 (60397990)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三浦 良雄 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (10361198) ; 水口 将輝 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50397759) ; 小森 文夫 東京大学, 物性研究所, 教授 (60170388)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2016: ¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000)
• Keywords: 磁性 / 表面界面 / 放射光 / L10型FeCo / パルスレーザー蒸着法 / エピタキシャル / 省エネルギー / 表面・界面物性 / 放射線 / 超格子 / 磁気異方性 / FeCo / PLD / 薄膜磁性

Outline of Final Research Achievements

We here studied artificial fabrication of L10-type FeCo ordered alloy. (1) The improvement of PLD by automatic control technique. (2) The investigation of morphology and magnetic property in fundamental L10-FeNi system. (3) The fabrication and characterization of L10-FeCo using periodic buffer layer.
As a result, we improved stability of PLD system, and the formation mechanism in PLD-L10-FeNi was clarified. The use of buffer layer could maintain L10 phase in FeCo system, and the substitution from Cu to Ni improves magnetic properties.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、レアメタルフリーで高い磁気機能を有する新しい磁性材料の創製を行った。本研究では特にパルスレーザー蒸着装置を精密に制御しながら、FeとCoを単原子毎に交互に積層させることでL10型のFeCo規則合金をはじめて作製することに成功した。

Research Products

• [Journal Article] Fabrication of L10-type FeCo ordered structure using a periodic Ni buffer layer (2019)
  • Author(s): Ito Hisaaki、Saito Masahiro、Miyamachi Toshio、Komori Fumio、Koganezawa Tomoyuki、Mizuguchi Masaki、Kotsugi Masato
  • Journal Title: AIP Advances Volume: 9 Issue: 4 Pages: 045307-045307
  • DOI: 10.1063/1.5079982
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fabrication of L10-FeNi by pulsed-laser deposition (2019)
  • Author(s): Saito Masahiro、Ito Hisaaki、Suzuki Yuta、Mizuguchi Masaki、Koganezawa Tomoyuki、Miyamachi Toshio、Komori Fumio、Takanashi Koki、Kotsugi Masato
  • Journal Title: Applied Physics Letters Volume: 114 Issue: 7 Pages: 072404-072404
  • DOI: 10.1063/1.5087041
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Fe/Co多層膜における膜構造の探索 (2019)
  • Author(s): 熊谷卓也, 伊藤久晃, 宮下拓也, 山口聖矢, 宮町俊生, 小森文夫, 三浦良雄, 小嗣真人
  • Organizer: 顕微ナノ材料研究会
• [Presentation] パルスレーザー蒸着法を用いたFeCo多層膜の作製および解析 (2019)
  • Author(s): 伊藤久晃, 宮下拓也, 熊谷卓也, 宮町俊夫, 小森文夫, 大河内拓雄, 小嗣真人
  • Organizer: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] Structural optimization and study of magnetism of L10-FeCo (2019)
  • Author(s): H. Ito, M. Saito, T. Miyamachi, F. Komori, T. Koganezawa, M. Mizuguchi, and M. Kotsugi
  • Organizer: 2019 Joint MMM-Intermag Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fabrication of L10-FeNi using pulsed laser deposition system (2018)
  • Author(s): M. Saito, H. Ito, Y. Suzuki, T. Miyamachi, F. Komori, T. Koganezawa, M. Mizuguchi, K. Takanashi and M. Kotsugi
  • Organizer: International Conference on Magnetism (ICM)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fabrication of L10-FeNi by using pulsed laser deposition (PLD) system (2018)
  • Author(s): 齊藤真博, 伊藤久晃, 鈴木雄太, 落合順也, 富田正樹, 宮町俊生, 小森文夫, 小金澤智之, 水口将輝, 高梨弘毅, 小嗣真人
  • Organizer: 日本応用物理学会学術講演会
• [Presentation] L10-FeCoの構造最適化と磁性の研究 (2018)
  • Author(s): 伊藤久晃, 齊藤真博，鈴木雄太, 宮町俊生, 小森文夫, 小金澤智之, 三浦良雄 水口将輝, 小嗣真人
  • Organizer: SPRUC顕微ナノ材料研究会表面放射光部会合同シンポジウム
• [Presentation] パーシステントホモロジーを用いた磁区構造からの特徴量抽出 (2018)
  • Author(s): 小嗣真人
  • Organizer: マテリアルズインフォマティクス・計測 合同シンポジウム
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] パーシステントホモロジーを用いた磁区構造からの特徴量抽出 (2018)
  • Author(s): 山田拓洋，鈴木真悟，鈴木雄太，大林一平，平岡裕章，小嗣真人
  • Organizer: 日本放射光学会年会
• [Presentation] マテリアルズインフォマティクスのための二元系合金薄膜の一括作製および一括解析 (2018)
  • Author(s): 西尾 直，沖直人，滝川夏海，山田拓洋，今野隼， 大河内拓雄，小嗣真人
  • Organizer: SPRUC顕微ナノ材料研究会表面放射光部会合同シンポジウム
• [Presentation] パルスレーザー蒸着(PLD)法を用いたMgO基板上L10-FeNiの作製 (2017)
  • Author(s): 齊藤真博, 伊藤久晃, 落合順也, 森あゆみ, 鈴木雄太, 富田正樹, 宮町俊生, 小森文夫, 小金澤智之, 水口将輝, 高梨弘毅, 小嗣真人
  • Organizer: 日本磁気学会学術講演会
• [Presentation] Fabrication of FeCo thin film by alternative monolayer layer deposition on Cu(001) (2017)
  • Author(s): J. Ochiai, Y. Suzuki, M. Saito, M. Tomita, T. Miyamachi, F. Komori, M. Kotsugi
  • Organizer: 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Feature extraction from magnetic domain by statistical image processing (2017)
  • Author(s): M. Kotsugi
  • Organizer: Nanoscale Spectroscopy and Nanotechnology (NSS-9)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Rare-metal-free supermagnet L10-type FeNi ordered alloy (2017)
  • Author(s): M. Kotsugi
  • Organizer: Materials Congress 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Magnetic property of rare-metal- free supermagnet L10-FeNi(Co) (2017)
  • Author(s): M. Kotsugi
  • Organizer: Collaborative Conference on Materials Research CCMR 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] パルスレーザー蒸着(PLD)装置の高度化および金属薄膜における表面モフォロジーの評価 (2017)
  • Author(s): 鈴木雄太、小嗣真人
  • Organizer: 日本応用物理学会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 単原子交互積層したFeCo薄膜の磁気特性解析 (2016)
  • Author(s): 落合順也、富田正樹、齊藤真博、鈴木雄太、大河内拓雄、保井晃、宮町俊生、小森文夫、小嗣真人
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 金沢
• [Presentation] レアメタルフリー磁性材料作成のためのパルスレーザー蒸着装置の安定化 (2016)
  • Author(s): 富田正樹,落合順也,齊藤真博,鈴木雄太,小嗣真人
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 金沢
• [Remarks] 隕石に由来する高機能磁性材料を人工作製することに成功
  • URL: https://www.tus.ac.jp/today/20190220002.pdf