2004 Fiscal Year Annual Research Report
熱的および化学的に安定な一次元ナノ反応場における単結晶磁性体ナノワイヤの水熱合成
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15310068
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
京谷 隆 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90153238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
折笠 広典 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (90375163)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 磁性体 / ナノワイヤ / 高密度磁気媒体 / 水熱反応 |
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| Research Abstract |
本研究で提案する炭素で被覆された直線状ナノ細孔は炭素の高い熱および化学安定性のため、高温の酸やアルカリを用いた水熱合成の反応場となり得る。この一次元ナノ空間でフェライトなどの磁性体を水熱合成すれば、その空間規制のためサイズの揃った単結晶の磁性体ナノワイヤの生成が期待できる。本年度は次の各過程について研究を行った。
1.一次元ナノ空間の創製
陽極酸化膜の調製、およびCVD法による膜表面の炭素被覆実験の最適条件を探索し、細孔内で磁性材料を調製するために最適な反応場を創製する。そのため,長さが数十μmの直線状ナノ細孔をもつ陽極酸化膜と100nm程度の短い細孔をもつ陽極酸化膜を合成し,それを炭素で被覆した。
2.水熱法による単結晶の磁性体ナノワイヤの合成
次世代磁気記憶材料などへのアプリケーションを念頭に置いて、強磁性体Mg-Fe酸化物を数十μmの直線状ナノ細孔をもつ陽極酸化皮膜中で水熱合成する。Mg-Fe前駆体のナノ細孔への導入方法や水熱合成条件の最適化を行っている。これとともにNi酸化物の水熱合成も行い,水熱合成条件の最適化が完了し,単結晶Ni酸化物ナノワイヤの生成機構やサイズの制御が可能になった。
3.電気メッキ法による磁性体ナノワイヤの合成
金属基板上で100nm程度の短い細孔をもつ陽極酸化膜を合成し,炭素を被覆した。Fe-Ni合金をナノ細孔内で析出させるため,炭素被覆膜を陰極として電気メッキを行った。その結果,メッキ条件を精密に制御することで,ナノ細孔内へのFe-Ni合金の完全充填が可能となった。さらに,細孔内のFe-Ni合金を透過型電子顕微鏡で分析したところ,Fe-Ni合金ナノロッドは単結晶ではないが,非常に結晶性が高いことが明らかとなった。
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