コバルト単結晶微粒子内包カーボンナノカプセルの合成とその磁気特性

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650018
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 増田 守男 三重大学, 工学部, 教授 (20023137)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 弥八 三重大学, 工学部, 助教授 (90144203)
• Keywords: コバルト / ナノカプセル / 磁気特性 / 強磁性 / 微粒子 / 炭素

Research Abstract

1.コバルト微粒子内包ナノカプセルの合成
ヘリウムガス中でコバルト(あるいは酸化コバルト)粉末を詰めた炭素棒を直流アーク放電により蒸発することよりコバルト内包ナノカプセルを合成した。コバルト入り炭素棒(直径6から10mm)を陽極に用い、陰極には純炭素棒(直径10から13mm)を使用した。ヘリウム圧100から600Torrにおいて70から100Aのアーク電流を流すと、陽極(Co入り炭素棒)が選択的に蒸発した。蒸気のおよそ半分が気相で凝縮し、煤を生成し、残りは反対側の陰極先端部に堆積した。気相で生成した煤の中に、炭素により包まれたコバルト超微粒子および単層チューブが成長していた。また、陰極堆積物中にはコバルト微粒子内包ナノカプセルが得られた。
2.内包されたコバルト微粒子の構造
コバルト微粒子の構造はfccが支配的で、hcp構造は希であった。熱処理を行なったが、hcp-Coには変態せず、fcc-Coのままであった。Co微粒子は黒鉛層あるいはアモルファス炭素で包まれており、形は概ね球状で、粒径は10〜100nmであった。
磁気特性
飽和磁化および保磁力を-200〜800℃の間で測定し、強磁性であることがわかった。Co微粒子を塗布して磁気テープ作製し、その磁化曲線を測定した。その結果、室温において、保磁力は250Oe、残留磁化は飽和磁化の30%という値を得たが、実用上はまだ不十分な性能である。今後、より異方性定数の大きいhcp-Coを作製し、磁気特性を改善して行く計画である。