1997 Fiscal Year Annual Research Report
高熱伝導絶縁体AlN中に分散した磁性粒子の集合構造と物性
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09450234
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
入戸野 修 東京工業大学, 工学部, 教授 (40016564)
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| Keywords | 反応スパツタ法 / 窒化アルミニウム / コバルト微粒子 / 磁性体分散膜 / 飽和磁化 / 鉄微粒子 / 電気抵抗 / 保磁力 |
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| Research Abstract |
熱的・化学的に安定な窒化アルミニウム中に磁性体(Co,Fe)微粒子を分散させた複合膜の低コスト合成法を確立し,所定の電気抵抗,飽和磁化を示すナノコンポジット膜を創製することを目的とした.今年度は,窒素ガスとアルゴンガスの混合ガス中で複合型タ一ゲツトを反応スパツタして複合膜を合成し,堆積時の膜の微細構造および熱処理過程にともなう電気的・磁気的な特徴をまとめた.また,購入した膜硬度計の測定精度についての基礎的研究を行った.得られた主な結果は以下の通りである:(1)複合型タ一ゲットの構成金属の面積比を変化させて合成膜の組成を制御し,堆積時の膜は微細磁性体粒子を分散したアモルファス状態であること,磁性体微粒子の量が少ない場合は,AlN膜は柱状晶構造を示す結晶体であり<0001>優先配向性を呈するが,量の増加とともに結晶から非晶質あるいは磁性微粒子を分散した膜となることを明らかにした.(2)Al-Fe複合タ一ゲットを用いた膜では,堆積膜は磁性を示さないが,熱処理によりFe窒化物(Fe3N,Fe4N)を生成し,さらに高温での熱処理でαーFeを析出することを明らかにした.Al-Co膜ではCo窒化物は生成されず,熱処理温度・時間に関係した磁気特性・電気抵抗変化を示した.特に,短時間の焼鈍時間後に飽和磁化の急激な増加があり,その後はほぼ一定であった.電気抵抗の変化は焼鈍温度・時間に敏感であることが分かった.(3)Al-Co膜では反応スパツタ条件を変化させることで,Al-N-Co/Al-N膜, Al-N-Co/Al-Co膜の多層化が可能であることも分かった.(4)超微小硬度計は負荷加重を精密に調整することで,薄膜(全膜厚<0.5μm)の表面および基板との界面部分の平均硬さを相対的に評価できること,さらに多層膜では圧子の侵入深さと硬さの関係を測定すると膜厚の方向に多層周期に対応して硬さが周期が変化する傾向を示すことを明らかにし,応用の可能性を示唆した.
以上の実験結果は当初予想した通りのものであった.今後は,FeおよびCo微粒子の形態や分布状熊,組成と膜硬さの関係を詳細に調べて,それと膜物質/膜の硬度および磁気特性,電気抵抗との関係を明らかにする.
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[Publications] A.G.Roy, 入戸野修: "Magnetic Properties of Al-Co-N Thin Films Containing Co Particles" マグネティック研究会資料MAG-97. 161. 37-42 (1997)
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[Publications] A.G.Roy, 入戸野修: "Fabrication and Characterization of Al-Co/Al-N-Co Multilayer Films" PRICM3 (発表予定). (1998)
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[Publications] A.G.Roy, 入戸野修: "Al-N-Co Composite Thin Films Prepared by a Modified Two-facing Target Type Sputtering System" 日本金属学会講演会. 291 (1997)
