2017 Fiscal Year Annual Research Report
Enhancement of opto-magnetic properties of lanthanide semiconductors with nano-level magnetic lattices
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26288030
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
長谷川 靖哉 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80324797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中西 貴之 北海道大学, 工学研究院, 助教 (30609855)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 半導体 / ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁性半導体EuXナノ結晶の光磁気特性はその磁気構造に影響を受ける。このEuSの内部および表面ナノ磁気構造をさらに大きく変化（強磁性的に）するためには、本質的に新しい強磁構造をEuXに導入する必要がある。本研究では、EuSナノ結晶の内部磁性を増強するために、ボーア磁子有効数の高いTb(III)に注目した。Tb(III)を含む化合物はTb2S3などが知られており、Tb(III)のボーア磁子（9.72）はMn(II)（5.92）よりも高い。これまでTb(III)から構成されるTbOFおよびTbF3ナノ粒子の巨大な光磁気特性発現に成功してきた。さらに、Tb(III)の光磁気効果を解明するため、テルビウム錯体を用いた光磁気機能の機能解析にも成功した。
最終年度ではEuSの本質的な光磁気機能を解明するため、発光機能を示すEuOナノ粒子合成を検討した。具体的には、前駆体として発光性ユウロピウム錯体の合成を検討し、そのユウロピウム錯体を光照射によってEu(II)へと光還元・加熱反応することで、EuOとEu2O3がコアシェル構造となった発光性EuXナノ粒子を合成した。これは新しい磁気構造を有する発光性のEuXナノ粒子である。また、ユウロピウムとテルビウムが混合した系を目的として、ユウロピウムとテルビウムが混合した錯体（２核錯体）の検討も行った。
さらに、これまでのEuXナノ結晶の光磁気機能研究を発展させるため、ユウロピウム金属とウレア分子との反応を行い、新しい強磁性構造を有するEuX磁性半導体 Eu(OCN)2ナノ粒子の合成に初めて成功した。このEu(OCN)2ナノ粒子は強発光機能（青色発光）と巨大な光磁気機能の両機能を発現することを明らかにした。この Eu(OCN)2ナノ粒子の研究をさらに推進することで、巨大な光磁気機能の詳細解明が可能になると考えられる。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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