2010 Fiscal Year Annual Research Report
中性子ーX線コントラスト差を用いた小角散乱法によるナノグラニュラー薄膜の定量解析
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22604003
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
大場 洋次郎 独立行政法人物質・材料研究機構, 量子ビームセンター, NIMSポスドク研究員 (60566793)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大沼 正人 独立行政法人物質・材料研究機構, 量子ビームセンター, 主席研究員 (90354208)
大沼 繁弘 (財)電気磁気材料研究所, 電磁気材料グループ, 主任研究員 (50142633)
阿部 世嗣 (財)電気磁気材料研究所, 電磁気材料グループ, 主任研究員 (20202666)
鈴木 淳市 独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究主幹 (40354899)
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| Keywords | 量子ビーム / ナノ材料 / 小角散乱 / 複合材料・物性 |
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| Research Abstract |
ナノグラニュラー薄膜は幅広い特性をカバーできる次世代材料として注目されている。その特性はナノ粒子のサイズ、数密度やマトリックスとナノ粒子の組成分配に強く依存するが、従来の手法ではこれらの定量化は困難であった。本研究では、中性子小角散乱(SANS)とx線小角散乱(SAXS)を併用した合金コントラスト変調(ACV)法を用いてナノ粒子の組成と数密度を定量化し、磁気・電気・発光等の諸特性に対するこれらの値の効果を解明することを目的とする。平成22年度は、ナノ粒子の磁性とマトリックスの誘電特性の複合機能性発現を目指したCo-Nb-Oナノグラニュラー薄膜を作製し、SAXS測定を行った。標準試料を導入して散乱強度を絶対値化した結果、Co粒子の形状とサイズのみでなく、数密度の情報を得ることができた。SAXS解析結果と組成分析値および磁気測定結果との比較から、Coがマトリックスにも溶け込んでおり、粒子を形成するCoのみが磁気モーメントを持つことが明らかとなった。マトリックスに溶け込んだCoは、粒子間の磁気的相互作用やマトリックスの誘電特性に影響を与えると考えられるため、重要な要素である。以上の得られた成果について学会発表を行った。さらに、ACV法による定量的な評価を実施する準備として、従来のSANS装置では困難であった約3nmのCo粒子のSANS測定を行うため、新規開発中の小型収束型SANS装置(mf-SANS)において磁性材料測定環境を整備し、SANS測定を行った。この結果、Co粒子による磁気散乱を観測することに成功した。今後は、得られた結果を基にACV法を用いた解析を進める。
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