シンクロトロンX線高分解能散乱法によるメソスコピック材料の構造研究

• 研究課題/領域番号: 07044135
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究分野: 複合材料・物性
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 橋爪 弘雄 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (10011123)
• 研究分担者: スチーブンソン A. オーストラリア国立産業科学研究機構, 研究員 ; カルカ A. ウォランゴン大学(オーストラリア), 講師 ; 並河 一道 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (10090515) ; 大隅 一政 東京工業大学, 物質構造科学研究所, 教授 (70011715) ; 坂田 修道 (坂田 修身) 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助手 (40215629) ; STEVENSON S.W. CSIRO(Australia) Sen.Res. ; ブレナン S.M スタンフォード放射光研究所, グループリーダー ; ロビンソン I.K イリノイ大学, 物理学科, 教授 ; バルネア Z メルボルン大学, 物理学科, 講師 ; カルカ A ウォランゴン大学, 材料科学科, 上級講師 ; スチーブンソン A.W オーストラリア国立科学産業研究機構, 上級研究員 ; ウィルキンス S.W オーストラリア国立科学産業研究機構, 主席 上級研究員 ; 石澤 伸夫 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (90151365) ; ギャレット R. オーストラリア国立ビームライン施設, 管理科学者 ; フオーラン G. オーストラリア国立ビームライン施設, 科学者 ; ニクーリン A. メルボルン大学, 物理学科, 研究員 ; バルネア Z. メルボルン大学, 物理学科, 講師 ; ガオ D. オーストラリア国立科学産業研究機構, 研究員 ; スチーブンソン A.W. オーストラリア国立科学産業研究機構, 上級研究員 ; ウィルキンス S.W. オーストラリア国立科学産業研究機構, 主席上級研究員 ; ニコラエンコ A.M. ロシア科学アカデミー結晶学研究所, 上級研究員
• 研究期間 (年度): 1995 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円); 1997年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 1996年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1995年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: メソスコピック材料 / メカノフュージョン / 放射光X線粉末回折 / 金属ガラス / 磁性多層膜 / X線磁気散乱 / メソスコピック構造 / シンクロトロン放射 / 高分解X線回折 / メソスコピック / 微粉末 / 炭化物 / 窒化物 / 非晶 / 構造乱れ / シンクロトリン放射 / X線回折

研究概要

メカノフュージョン法によって作成したFeN、TiAlなどの高分解能粉末X線回折データをシンクロトロンX線を用いて収集し、メソスコピック相の構造と熱処理による変化を調べた。アンモニア雰囲気を用いたボールミル法で最大7%のNを合むFeNが作れるが、そこに含まれるメソスコピック相の構造は熱処理温度、時間によって様々な変化を示す。また、TiAlは非常に乱れた構造をもつ合金相を含み、この相は熱処理によってTiAl_3に結晶化する。つぎに、FeSiBCoCuNb微粉末をαFeの変態温度前後の種々の温度と時間で熱処理した試料についてX線データを測定し、Co添加によるFeSiBCuNbの透磁率の増大と構造変化の相関を調べた。とくに、Si溶解αFe相と金属間化合物Fe_3Si生成の初期過程に注目した。さらに、多結晶Fe/Gd多層膜の磁化構造を共鳴X線磁気散乱法で調べた。磁化整列状態および捩れ状態の双方で厚さ5nmのGd膜は厚み方向に不均一に磁化すること、また、捩れ状態においてはGd磁気モーメントの方向が厚み方向に不均一であること、その方向は温度に依存することが初めて明らかになった。すなわち、補償温度に近い温度ではGdモーメントはFe層との界面でのみ捩れているが、補償温度より30℃低い温度では捩れ角が増し、膜の厚み中心では外部磁場に垂直になっている。

研究成果

• [文献書誌] A.CALKA: "Application of synchrotion radiation for structure analysis of mesoscopic structures produced by ball milling" Matu,Sci,Horum. 235-238. 517-522 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] A.CALKA: "Synchrotion study of nanostructures produced by rapid quenching and ball willing" Matu,Sci,Forum. (印刷中).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.HASHIZOME Resonant X-ray magnetic scatteing from the twisted of FelGd: "Physica B" (印刷中).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] A.Calka: "Applocation of synchrotron rediation for structure analysis of mesoscopic structures produced by ball milling" Mater. Sci. Forum. 235-238. 517-522 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.Calka: "Synchrotron study of nanostructures produced by rapid quenching and ball milling" Mater. Sci. Forum. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Hashizume: "Resonant X-ray magnetic scattering from the twisted phase of Fe/Gd multilayrs" Physica B. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.CALKA: "Application of Synchrotron radiation for structure analysis of wesoscopic structures produced by ball willing" Mater.Sci.Forum. 235-238. 517-522 (1997)
• [文献書誌] A.CALKA: "Synchrotron study of nano structures produced by rapid guenching and ball willing" Mater.Sci.Forum. 印刷中.
• [文献書誌] H.HASHIZUME: "Resonant X-ray magnetic scattering from the twisted state of Fe/Gd" Pliysica B. 印刷中.
• [文献書誌] A.Yu,Nikulin 他: "Modwl-independent determination of the strain distribution for a Si0.9Ge0.l/Si superlattice using X-ray diffractometry data" Physical Review B. 53. 8277-8282 (1996)
• [文献書誌] O.Sakata 他: "Application of grazing-angle X-ray standing waves to the in-plane structure of a 100Å thicle epitaxial film" Acta Crystallographica. (1997)