2016 Fiscal Year Annual Research Report
Functional Properties of In situ Magnetization Powdered Diamond Nanoclusters at Preparation Site
| Project/Area Number |
26790019
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
冨永 亜希 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (50590551)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 物理成長気相法 / 同軸型アークプラズマ銃 / 超ナノ微結晶ダイヤモンド / 粉末 / 放射光測定 / 磁性材料 / 機能材料 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
同軸型アークプラズマ銃（CAPG）を用いてナノダイヤモンド微粉末に作製場で機能化目的のためのCrをドープさせる装置を組み上げることに成功し，磁性の可能性を秘めた材料であることが分かった．このナノダイヤモンド粉末の材料解析に成功した結果を以下に示す．
粉末中のダイヤモンドの存在の確認は，透過型電子顕微鏡(TEM)および粉末X線回折(XRD)を用いて行った．TEMの電子線回折およびシンクロトロン光を用いたXRD測定によりでdiamond-111に起因する回折リングを確認した．TEMの暗視野像やXRD回折ピークよりScherrerの式で算出したこの微粉末の粒径の結果はどちらも2-10 nm の結晶であった．また，SEM像やシンクロトロン光を用いた小角散乱より30-400 nm 程度の結晶（一次粒子）の集合体から成る凝集体の存在があることも確認した．TEM像の結果や小角散乱の結果よりCrのドープ量の増加とともに平均結晶子径が2-10 nm範囲で増加することを分かった．改めて，本方法で予めCrを混ぜ込んだ原料からも粉末ダイヤモンドの作製出来る事が証明され，各種測定法により多角的に見ても同様の結果も得られた．
本法で作製した粉末ナノダイヤモンドの密度（比重）測定の結果，ダイヤモンド成分の存在は35%と算出されていた．しかしながら，放射光を用いたXPS測定では，ダイヤモンドに起因するsp3成分の割合が64%と出ており，ダイヤモンド密度に関しては一致せず，より詳細な解析が今後の課題となった．
Cr-dopedナノダイヤモンド粉末の磁気特性をVSM，SQUIDを用いて調査したところ，室温においてCr-dopedナノダイヤモンド粉末のヒステリシスループが得られた．しかしながら，磁性の発現は再現性が悪く，同じ条件で作製しても磁性を示さない試料が存在した．
|
| Remarks |
前年度，掲載出来なかったが，論文発表をしている．
Hiroshi Naragino,Aki Tominaga,et.al,"A synthesis method of ultrananocrystalline diamond in powder employing a coaxial arc plasma gun",Appl.Phys.Express,Vol.8,No.7 (2015)075101.
|
