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巨大保磁力を示すε-Fe_2O_3の磁気特性と誘電特性

Research Project

Project/Area Number 19655002
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大越 慎一  The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 教授 (10280801)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywordsε-Fe_2O_3 / 酸化鉄 / 強磁性体 / ナノ微粒子 / 高保磁力 / 金属置換 / 一イオン異方性 / 磁気双極子-双極子相互作用 / 酸化 / ミリ波吸収磁性材料 / 自然共鳴
Research Abstract

本研究課題では、ε-Fe_2O_3ナノロッド磁性体の巨大な保磁力発現のメカニズム解明、金属置換による磁気特性の向上について検討を行った。ε-Fe_2O_3ナノロッド磁性体の巨大な保磁力は、異方性エネルギーとして磁気双極子-双極子相互作用と一イオン異方性という二つのパラメーターによって記述されることがわかっている。今回は、ε-Fe_2O_3ナノロッド磁性体をシリカ中で配向させることに成功し、酸化物磁性体では最高の保磁力を示した。ε-Fe_2O_3は、ゾル-ゲル法と逆ミセル法を用いて前駆体を作成し、空気中で焼成することによって、直径20±5nm、長さ60±20nmのナノロッドとして得た。このナノロッドをシリカ前駆体中に分散し、超電導磁石中で硬化させることによって磁化配向を行い、板状のシリカ中に磁性体が埋め込まれた試料を得た。得られた試料は、XRDより板状試料の垂直方向にα軸配向しており、TEM観察から外部磁場方向とロッドの長軸方向が平行に配列していた。磁気特性を測定したところ、保磁力は23.4kOeとなり、無配向試料の20.2kOeよりも大きな値を示した。ε-Fe_2O_3はα軸方向に強い一軸磁気異方性を持っており、ロッドの長軸はα軸方向であることがわかっている。従って今回、外部磁場によって配向し、ロッドの長軸方向に配向させることができたと考えている。得られた磁気データを元にした理論計算では、完全な配向体の場合は41kOeもの保磁力を持つことが予測され、本系ではさらなる高保磁力を得られる可能性を示している。酸化鉄は安価で安定であることから幅広い用途に活用されており、ε-Fe_2O_3はその高保磁力を生かして次世代の磁気記録材料として有効であると考えられる。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Large coercive field in magnetic-field oriented ε-Fe_2O_3 nanorods2008

    • Author(s)
      S. Sakurai, J. Shimoyama, K. Hashimoto, S. Ohkoshi
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett. 458

      Pages: 333-336

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Syhthesis, crystal structure, and magnetic properties in ε-In_xFe_<2-x>O_3 nanorod-shaped magnets2007

    • Author(s)
      S.Sakurai, S.Kuroki, H.Tokoro, K.Hashimoto, S.Ohkoshi
    • Journal Title

      Adv.Funct.Mater.

      Volume: 17 Pages: 2278-2282

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A millimeter-wave absorber based on gallium-substituted ε-iron oxide nanomagnets2007

    • Author(s)
      S.Ohkoshi, S.Kuroki, S.Sakurai, K.Matsumoto, K.Sato, S.Sasaki
    • Journal Title

      Angew.Chem.Int.Ed.

      Volume: 47 Pages: 8392-8395

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Recent magnetooptical phenomena in magnetic materials2008

    • Author(s)
      S. Ohkoshi
    • Organizer
      International conference recent optical materials (ICROM 2008)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2008-04-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation and milliwave absorption properties of ε-Al_xFe_<2-x>O_32008

    • Author(s)
      A. Namai, S. Sakurai, S. Ohkoshi
    • Organizer
      International conference recent optical materials (ICROM 2008)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2008-04-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal structure control and magnetic properties of iron oxide nanoparticle2008

    • Author(s)
      S. Sakurai, S. Ohkoshi
    • Organizer
      International conference recent optical materials (ICROM 2008)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2008-04-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Spin-reorientation phenomenon of ε-In_xFe_<2-x>O_3 nanoparticle2008

    • Author(s)
      T. Yorinaga, S. Sakurai, S. Ohkoshi
    • Organizer
      International conference recent optical materials (ICROM 2008)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2008-04-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ε-Fe_2O_3ナノ微粒子の粒径制御とその高保磁力2008

    • Author(s)
      桜井俊介・橋本和仁・大越慎一
    • Organizer
      第32回日本磁気学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東北学院大学、多賀城文化センター
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Size control and huge magnetic coercive field of ε-Fe_2O_3 nanoparticle2008

    • Author(s)
      桜井俊介・橋本和仁・大越慎一
    • Organizer
      53rd Annual conference on magnetism and magnetic materials
    • Place of Presentation
      Austin, Texas
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/ssphys/index.html

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/ssphys/index.html

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] (出願中につき非公開)

    • Inventor(s)
      大越慎一
    • Industrial Property Rights Holder
      大越慎一
    • Industrial Property Number
      2008-021918
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)]

    • Inventor(s)
      大越慎一, 他1名
    • Industrial Property Rights Holder
      大越慎一, 他1名
    • Industrial Property Number
      2008-268637
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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