1997 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
09229236
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
吉川 信一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (10127219)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 昌男 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (00188054)
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Keywords | 金属窒化物 / 多層膜 / グラニュラー膜 / 巨大磁化 / 傾斜機能材料 |
Research Abstract |
これまでに高周波スパッタ法により30WでFe/AIN間で積層膜を作製し、積層界面付近においてα-Feよりも大きな内部磁場をもつ窒化鉄成分の生成する可能性を見い出している。本研究ではまず高周波スパッタ法において100Wにて成膜した。AIN多結晶の焼結基板上にFe膜を作製してX線回折をとると、α-Feの最強線である110回折線が30Wで多層膜を成膜した場合と同様に著しく広幅化した。しかし逆にFe箔上にAIN膜を作製した場合には、110回折線には異常は見られなかった。また100Wにて多層膜を作製すると、230emu/gにも及ぶ従来を凌ぐの巨大磁化が観測された。α-FeおよびAINともに結晶化しており、多層化に伴ってAIN中の窒素が欠損している様子も明らかになった。これらの事実から多層膜を作製する場合には、AIN層を成膜時に下地となるFe層がスパッタ雰囲気の窒素によって窒化されるのではなく、やはり従来から提案していたようにAIN層の上にFe層を成膜した時点においてAIN層から少量の窒素が固相拡散して供給され、窒化鉄が生成していると考えられた。 次に高周波スパッタ法によりFeとAlを窒素ガス雰囲気中でコスパッタしたのちにアニールして、Fe-Al-N系に関して磁性微粒子を析出させた分散膜を作製し、その構造と磁性について調べた。いずれの膜もアズデポの状態では常磁性体であり、熱分解に伴ってα-Fe様の微粒子が析出したグラニュラー膜が300℃付近から次第に生成した。500℃でアニールしたグラニュラー膜では、α-Feの飽和磁化値よりも遥かに小さかった。アズデポ膜中をFeおよびAlが拡散してグラニュラーな状態になるために要した500℃というアニール温度は、α-Feの格子間位置に窒素を保持するには高温過ぎたと考えられた。
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[Publications] 藤木 充司: "反応性同時スパッタ法によるFe-Al-N系薄膜の作製とアニール効果" 粉体および粉末冶金. 44. 674-677 (1997)
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[Publications] 杉山 秀幸: "高周波スパッタ法によるSi-Fe-N系薄膜の作製および熱分解反応による磁性微粒子の析出" 粉体および粉末冶金. 45. 63-67 (1998)
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[Publications] 高橋 昌男: "スパッタ成膜した窒化物薄膜のHeイオン収量XAFS法による局所構造解析" 材料. 印刷中 (1998)
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[Publications] 吉川 信一: "高周波スパッタ法によるFe/AlN多層膜の成膜条件と物性" 粉体および粉末冶金. 45(印刷中). (1998)
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[Publications] S.Kikkawa: "Magnetic and interface Characterization of rf-sputter deposited multilayered and granular Fe/AlN films" Ceramic Microstructure'96. (印刷中). (1998)
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[Publications] 吉川 信一: "ナノ・メゾ複合化による機能性金属窒化物の新展開" 人工粘土. 35. 2-14 (1997)