2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of Metallic Nanowire Arrays with Excellent Ferromagnetic Performance
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15K06508
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
大貝 猛 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60253481)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電析 / 陽極酸化 / ナノチャンネル / ナノワイヤー / 磁気特性 / コバルト / 保磁力 / 角形比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来、電析過電圧等を制御しながら、アルミナ製テンプレートのナノ細孔中に強磁性金属を電析させ、得られたナノワイヤー配列素子の構造や磁気特性等を評価した研究事例はいくつか報告されている。しかしながら、ナノワイヤーの構造や磁気特性を左右すると考えられるナノワイヤーの成長速度や金属結晶の核発生度数などの成長過程に着目した研究事例は殆どない。本研究では、飽和磁気分極や磁気異方性定数が大きく、キュリー温度も高く、高温下で強磁性を発現でき、耐食性にも優れているhcp-Coに着目し、電析法により、Coナノワイヤー配列素子を作製した。また、電析時の電析電位や電解浴の種類・浴温度を制御しながら、陰極電流の経時変化を測定し、Coナノワイヤーの成長過程をリアルタイムにモニタリングした。更に、Coナノワイヤーの成長速度が、得られたナノワイヤー配列素子の構造や磁気特性、ナノ細孔中の金属の充填率などに及ぼす影響も調査した。その結果、Al棒に対し、0.3 M H2SO4（3℃）を用いて、20 Vの電圧を印加して24時間陽極酸化処理を施すことにより、細孔のアスペクト比が1000以上の超高アスペクト比型ナノチャンネルテンプレートを作製できることを見出した。また、塩化物浴、硫酸浴において高アスペクト比をもつCoナノワイヤーの電析に成功した。得られたCoナノワイヤー配列素子は一軸磁気異方性をもち、保磁力は1 kOe以上を達成した。更に、塩化物浴からの電析では、成長速度の変化に伴って結晶配向性が大きく変化した。成長速度を小さくしたとき、Co（002）の配向性指数は増加し、それに伴い角形比や保磁力も増大し、保磁力は1.6 kOe以上、角形比は90%以上まで向上した。
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