2016 Fiscal Year Annual Research Report
Induced magnetization on non-magnetic nanoparticles by surface structural relaxations
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26630319
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
藤井 達生 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10222259)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
狩野 旬 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (50375408)
中西 真 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (10284085)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノ粒子磁性 / ペロブスカイト型構造 / 噴霧熱分解法 / 反強磁性体 / フラックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
反強磁性体であるLaFeO3は、ナノ粒子化により非常に大きな磁化を示す。これはナノ粒子の構造がバルク結晶とは異なることに起因していると思われるがその詳細は不明である。そこで本研究では、LaFeO3ナノ粒子の磁化発現機構を解明するとともに、得られた知見をナノ粒子に磁性を付与する手法へと応用し、新規な磁性ナノ粒子を創製することを目的としている。
最終年度となる今年度は、昨年度の成果を元に、噴霧熱分解法をさらに改良することで、粒子サイズが制御されたLaFeO3ナノ粒子を合成し、その構造と磁性との相関を探ることを試みた。具体的には、得られたナノ粒子の凝集・粒成長を抑制することを目的に、噴霧溶液中にフラックス塩を添加し、球状のフラックス塩粒子を噴霧熱分解法で得るとともに、その内部にLaFeO3ナノ粒子を分散させた。その後、フラックス塩を水洗除去することで、LaFeO3ナノ粒子を取り出すこととした。得られたLaFeO3ナノ粒子の構造は、X線回折法及び透過型電子顕微鏡により評価するとともに、SQUID磁束計を用いて磁気特性評価を実施した。
本手法により得られたLaFeO3ナノ粒子は、一次粒子径が20nm以下に高分散しており、その粒径は、熱処理温度の低下とともに、平均粒径9nmまで減少した。その結果、熱処理温度650℃以下で作製した平均粒径9nmのLaFeO3ナノ粒子は、室温で超常磁性を示し、ブロッキング温度以下の極低温において、バルク結晶には見られない大きな強磁性を示すことがわかった。一方、750℃で作製した平均粒径20nmのLaFeO3ナノ粒子の飽和磁化は、その1/5以下であり、飽和磁化の上昇とナノ粒子化には強い相関があることが明らかになった。
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