2022 Fiscal Year Annual Research Report
超顕微解析に基づく積層型ナノコンポジット膜磁石の配向界面制御
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20H02425
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
板倉 賢 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20203078)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 正基 長崎大学, 工学研究科, 教授 (20274623)
小池 邦博 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (40241723)
赤嶺 大志 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (40804737)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電子顕微鏡 / ナノコンポジット磁石 / 界面制御 / 配向成長 / 薄膜磁石 / プリセッション電子回折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境計測用ナノドローン等に搭載する小型モータ用磁石の需要が急増している。本申請課題では、小型磁石に必要な高い保磁力と最大エネギー積を両立させ、かつ省レアアース化を同時に達成できる積層型ナノコンポジット膜磁石に着目し、「高度な成膜技術」とナノスケールで構造・組成・磁区構造を解析できる「超顕微解析技術」を駆使して、交換結合に有利な配向界面制御技術の確立を目指した。
本年度はまず、強磁性相としてThMn12型構造のSmFe12相に着目し、Moバッファ層をエピタキシャル成長させたMgO(001)基板上へ、超高真空蒸着（UHVD）法でSmFe12を堆積させた薄膜磁石における配向成長について検討した。Moバッファ層上にα-Feがエピタキシャル成長して山脈状組織を形成し、このα-Fe相の(110)結晶格子を引き継いで、幅30~50 nmほどのSmFe12柱状組織が堆積方向にｃ軸配向して生成することがわかった。また、基板温度によりα-Feの生成状態が変化し、SmFe12結晶の配向度に影響を与えることが明らかとなった。
次に、本申請研究で考案したNd2Fe14B微結晶の3Dシード配向基板への低温成膜と高温ポストアニール処理による配向成長法のNd-Fe-B/α-Fe積層型NC薄膜への適用について検討した。高温成膜によりNd2Fe14B の3Dシードを導入することで、比較的高い配向度をもつNd2Fe14B多結晶薄膜を作製できることがプリセッション方位解析により確かめられた。また、Nd-Fe-B/α-Fe多層膜における2層目以降の高いｃ軸配向Nd-Fe-B層の形成には、高温成膜で導入するNd2Fe14Bシードよりも、低温成膜で形成させたNdシードが有効であることを見出した。今後、さらに詳細な微細組織の観察と配向メカニズムに関する検討を行うことで、積層型ナノコンポジット磁石膜の新展開が期待される。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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