2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of interface controlled nanocomposite model magnet multilayers
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16H04488
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
小池 邦博 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (40241723)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
板倉 賢 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20203078)
稲葉 信幸 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50396587)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノコンポジット磁石膜 / Nd-Fe-B / 磁気異方性制御 / 積層構造 / 交換結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題では高保磁力Nd2Fe14B相と高飽和磁化Fe合金相，さらに非磁性Nd合金相との界面形成による発現が期待される「交換結合状態の異方性」とナノ構造を 精密制御可能な「薄膜プロセス」を利用し，ハード磁性相としてNd2Fe14B，ソフト磁性相としてFe-B(シリーズI)と高飽和磁化を有するFe-Co(シリーズ II)の2つの積層型ネオジム系ナノコンポジット磁石膜の形成を試み，レアメタルフリーと高い最大エネルギー積，高保磁力を同時に達成可能とする基盤技術とな る「界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発」を目指し，その微細構造と磁気特性について検討した. 本申請課題では高保磁力Nd2Fe14B相と高飽和磁化Fe合金相，さらに非磁性Nd合金相との界面形成による発現が期待される「交換結合状態の異方性」とナノ構造を 精密制御可能な「薄膜プロセス」を利用し，ハード磁性相としてNd2Fe14B，ソフト磁性相としてFe-B(シリーズI)と高飽和磁化を有するFe-Co(シリーズ II)の2つの積層型ネオジム系ナノコンポジット磁石膜の形成を試み，レアメタルフリーと高い最大エネルギー積，高保磁力を同時に達成可能とする基盤技術とな る「界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発」を目指し，その微細構造と磁気特性について検討した. ソフト磁性相をFe-Bとした積層膜(シリーズI)において，Mo中間層無しでは面直Hc ~ 1 kOe程度を示し，Mo中間層有りでは面直Hc ~ 5 kOe程度のハード磁性を示 した.磁化容易軸は膜面直方向の垂直磁化膜であった.一方，Fe-Coをソフト磁性相とした積層膜(シリーズII)において，Mo中間層無しでは，面内Hc ~ 6 kOe程 度を示し，Mo中間層有りでは，面内Hc ~ 9 kOe程度のハード磁性を示し，Mo中間層の有無にかかわらず磁化容易軸は面内方向であった.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当該研究者等の知る限り，これまでの研究報告では，膜面内方向が磁化容易軸であるNd-Fe-B磁石膜が得られていなかった．このため，膜垂直方向に磁化容易軸をもつNd-Fe-B膜をモデルとした磁石研究が展開されてきた．本申請課題研究においてソフト磁性相をFe-Co合金とし積層化されたNd-Fe-Bナノコンポジット磁石膜が最適ポストアニールによって面内磁気異方性を発現するという研究計画当初に予想されていなかった新しい結果が世界で初めて見出された．
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| Strategy for Future Research Activity |
本申請課題研究において当初の計画目標を超えるNd-Fe-B系ナノコンポジット磁石膜で見出された新たな磁気異方性の制御方法を確立するために，今後は非磁性Mo中間層厚を変化させたサンプルを形成し，これらの膜断面構造の詳細を高分解能TEM観察によって明らかにし，且つ，その交換結合状態を非可逆減磁過程と可逆減磁過程の両面から測定・解析して評価し，膜の微細構造と交換結合状態との関係を調査することで非磁性Mo中間層を介した交換結合の原因について明らかにする計画である．
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