2014 Fiscal Year Research-status Report
強磁性金属ナノ粒子における光局在効果と低エネルギー磁化反転方式の研究
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24656010
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
清水 大雅 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50345170)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 強磁性体 / 磁化反転 / 磁性ガーネット / 磁気光学効果 / 磁気異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は磁性ガーネット(イットリウム鉄ガーネットやガドリニウム鉄ガーネット)の薄膜を製膜し、その磁化特性、磁気光学効果を測定した。イットリウム鉄ガーネットはイットリウムの一部をセリウム(Ce)で、ガドリニウム鉄ガーネットはガドリニウムの一部をビスマス(Bi)で置換すると磁気光学効果が大きくなることが知られている。また、1分子あたり5個あるFeイオンのうち、3個は上向きスピンをもち、2個は下向きスピンをもつ。結果として1分子あたり1個の飽和磁気モーメントを示すフェリ磁性を示す。Feの一部をGaで置き換えると飽和磁気モーメントが小さくなることから反磁界が小さくなり、薄膜に垂直な方向に磁化が向きやすくなる垂直磁気異方性を示す。今年度はマグネトロンスパッタリングによってセリウム置換イットリウム鉄ガーネットを、有機金属堆積法によってビスマス置換ガドリニウム鉄ガーネットやGa置換化合物を製膜し、その磁化特性や磁気光学特性によって磁気異方性の変化を評価した。
まず、マグネトロンスパッタリング法によるセリウム置換イットリウム鉄ガーネットの製膜について報告する。イットリウム鉄ガーネットは鉄イオンのもつ価電子の数が2個か3個かで波動関数の形状が異なり、その結晶磁気異方性が変化する。価電子の数を製膜時に変化させるために、製膜中の酸素分圧を変化させ試料を作製した。
次に有機金属堆積法によるビスマス置換ガドリニウム鉄ガーネットの製膜について述べる。結晶化させるための熱処理時に流すガスを乾燥空気(窒素と酸素の混合ガス)とするか、乾燥窒素(酸素なし)とするかによって、Feイオンの価電子の数を変化させることを試みた。
以上の試料の磁化特性と磁気光学特性を評価した。査読付英文論文1報が採録済みであり(2015年5月掲載予定)、国内会議3件にて発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
強磁性体の磁化反転における研究において、試料の作製、磁気光学特性、磁化特性を評価してきた。低エネルギー磁化反転方式の研究に向けて、試料中の鉄イオンの価数と酸素組成を正確に測定する必要があることが判明した。研究計画を変更し、電子線プローブ質量分析とX線吸収スペクトルを測定することとし、低エネルギー磁化反転の実現に資することとしたため、自己評価を「（３）やや遅れている。」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
作製した試料の電子線プローブ質量分析とX線吸収スペクトルを測定し、結晶磁気異方性の評価に役立てる。その後、再度試料を作製し、磁気光学特性、磁化特性を評価し、低エネルギー磁化反転方式に向けて研究計画を遂行する。
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| Causes of Carryover |
強磁性体の磁化反転における研究において、試料の作製、磁気光学特性、磁化特性を評価してきた。低エネルギー磁化反転方式の研究に向けて、試料中の鉄イオンの価数と酸素組成を正確に測定する必要があることが判明した。研究計画を変更し、電子線プローブ質量分析とX線吸収スペクトルを測定することとしたため、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
電子線プローブ質量分析に必要な消耗品、学内共同利用設備の使用料、X線吸収スペクトルを測定するための旅費、および、研究成果発表のための旅費・学会参加費に充てることとしたい。
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