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遷移金属合金クラスターの状態図と機能性

研究課題

研究課題/領域番号 11450234
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関名古屋工業大学 (2000)
東北大学 (1999)

研究代表者

隅山 兼治  名古屋工業大学, 工学部, 教授 (70101243)

研究分担者 櫻井 雅樹 (櫻井 正樹)  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80235225)
今野 豊彦  東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (90260447)
日原 岳彦  名古屋工業大学, 工学部, 助手 (60324480)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
2000年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1999年度: 13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
キーワードクラスター / 遷移金属合金 / プラズマ・ガス中凝集法 / 状態図 / 透過電子顕微鏡 / 電気伝導 / 電子状態 / プラズマ・ガス中凝集 / 磁性 / 電子顕微鏡組織
研究概要

本研究を通して、次ぎのことが明らかにされた。
1)プラズマ・ガス中凝集クラスター堆積装置に2種類の金属ターゲットを配置し、5-10nmサイズの合金クラスターを発生させ基板上に堆積した。透過電子顕微鏡観察、EDX分析により、a)化合物形成型Co-Al合金クラスターの場合、組成揺らぎが最も小さく中央組成ではB2型規則相が形成される、b)規則相形成型Co-Pt合金クラスターの場合、組成揺らぎがやや大きくなり不規則相が形成される、c)全率固溶型Co-Pd合金クラスターの場合、組成の揺らぎが大きく不規則相が形成される、d)非固溶型Nb-Ag合金クラスターの場合も、不規則固溶体が形成されるが、組成は2山状に分布する。
2)Coクラスターの室温における磁化過程のサイズ依存性を測定し、超常磁性/強磁性転移の臨界サイズが約8nmφであることを明らかにした。
3)Coクラスター表面を酸化させ、基板に堆積したCo/CoOコア・シェルクラスター集合体において、トンネル型電気伝導・磁気抵抗効果、クーロンブロッケード効果が観測された。更に、磁気緩和現象において、温度の1次に比例する古典的熱活性型緩和から温度に依存しない量子トンネル型緩和へのクロスオーバーが約8Kで生じることが判明した。
4)Co,Cu,Ti,Cr表面を酸化させたコア・シェルクラスター集合体の電気伝導は、Cuの場合の除き、酸素導入量の増加にともない、抵抗温度係数が正の金属状態から最終的には指数関数的な半導体状態へと変化する。その途中の状態では、高温で金属的なTに比例した温度変化、低温では-logTに依存する温度変化を示し、電子が弱局在の状態にある。現在、電子状態について検討中である。尚、コア・シェルクラスター集合体は微量ガス検出用センサーや触媒として有用であると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (67件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (67件)

  • [文献書誌] T.Hihara: "Study on Co-Cr Alloy Cluster Assembling Process by Magneto-Optical Kerr Effect,"Phys.Stat.Sol., (a). 172. 397-405 (1999)

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  • [文献書誌] S.Yamamuro: "Geometrical and Electrical Percolation in Nanometre-Sized Co-Cluster Assemblies,"J.Phys.Cond.Mat.,. 11. 3247-3257 (1999)

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  • [文献書誌] Q.Wang: "Geometry and Electronic Structure of Magic Iron Oxide Clusters,"Phys.Rev.B. 59. 12627-12677 (1999)

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  • [文献書誌] M.Sakurai: "Magic Numbers in Transition Metal (Fe, Ti, Zr, Nb, and Ta) Clusters Observed by Time-of-Flight Mass Spectrometry,"J.Chem.Phys.. 111. 235-238 (1999)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Characteristic Transport Properties of CoO-Coated Monodispersive Co Cluster Assemblies,"Phys.Rev.B60. 60. 2093-2100 (1999)

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  • [文献書誌] T.Hihara: "Time-of-Flight High-Mass Spectrometer Observation of Large Size Nb Clusters toward Assembling of Size Controlled Clusters,"J.Vac.Sci.Tech.B 1923-1929.. 17. 1923-1929 (1999)

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  • [文献書誌] 山室佐益: "Coクラスターの2次元堆積・集合化過程における電気的・磁気的パーコレーション"日本金属学会誌. 63. 1117-1120 (1999)

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  • [文献書誌] M.Sakurai: "Preferential Formation of Fe13O8 Clusters in a Reactive Laser Vaporization Cluster Source"J.Phys.Soc.Jpn., 68 (1999) 3497-3499.. 68. 3497-3499 (1999)

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  • [文献書誌] S.Yamamuro: "Morphological and Magnetic Characteristics of Monodispersed Co-Cluster Assemblies,"J.Appl.Phys., 86 (1999) 5726-5732.. 86. 5726-5732 (1999)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Enhancement of Magnetic Coercivity and Macroscopic Quantum Tuneling in Monodispersed Co/CoO Cluster Assemblies"Appl.Phys.Lett.. 75. 3856-3858 (1999)

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  • [文献書誌] S.Yamamuro: "Structural and Magnetic Evolution in Self-Assembling Process of Nanometer-Sized Co Clusters,"Mat.Trans.JIM.40 (1999) 1450-1455.. 40. 1450-1455 (1999)

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  • [文献書誌] 今野豊彦: "磁性クラスター"バウンダリー15(9)(1999)2-6.. 15-9. 2-6 (1999)

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  • [文献書誌] S.Yamamuro: "Monodispersive Cr Cluster Formation by Plasma-Gas-Condensation Method"Euro Phys.J.. 9. 575-579 (1999)

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  • [文献書誌] K.Wakoh: "Compositional Partition in Ag-Nb Alloy Clusters Produced by a Plasma-Gas-Condensation Cluster Source"NanoStructured Materials. 11. 1245-1251 (1999)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Exchange Anisotropy of Monodispersed Co/CoO Cluster Assemblies"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 66-69 (2000)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Magnetic Properties of Monodispersed Co/CoO Clusters"Phys.Rev.B. 61. 3103-3109 (2000)

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  • [文献書誌] H.Sakurai: "X-ray Magnetic Circular Dichroism on Co Monodispersive Cluster Assemblies"J.Phys. : Condens.Matter. 12. 3451-3460 (2000)

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  • [文献書誌] Q.Sun: "Geometry and Electronic Structures of Magic Transition-Metal Oxide Clusters M_9O_6 (M=Fe, Co.and Ni)"Phys.Rev.B. 62. 8500-8507 (2000)

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  • [文献書誌] 隅山兼治: "単分散サイズCo/CoOクラスター集合体の電気伝導および磁気緩和における量子トンネリング"表面. 38. 443-451 (2000)

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  • [文献書誌] 隅山兼治: "基板担持CoクラスターおよびCo/CoOクラスターの磁性"Bull.Cluster Sci.& Tech.. 4. 9-14 (2000)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Co Cluster Coalescence Behavior Observed bty Electrical Conduction and Transmission Electron Microscopy"Appl.Phys.Lett.. 78. 1535-1537 (2001)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Coalescence Process of Monodispersed Co/CoO Cluster Assemblies"Euro-Phys.J.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Magnetic Characteristics of Mnonodispersed Co/CoO Cluster Assemblies"Scripta Mater.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] T.Hihara: "Study on Co-Cr Alloy Cluster Assembling Process by Magneto-Optical Kerr Effect"Phys.Stat.Sol.. (a)172. 397-405 (1999)

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  • [文献書誌] S.Yamamuro: "Geometrical and Electrical Percolation in Nanometre-Sized Co-Cluster Assemblies"J.Phys.Cond.Mat.. 11. 3247-3257 (1999)

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  • [文献書誌] Q.Wang: "Geometry and Electronic Structure of Magic Iron Oxide Clusters"Phys.Rev.. B59. 12672-12677 (1999)

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  • [文献書誌] M.Sakurai: "Magic Numbers in Transition Metal (Fe, Ti, Zr, Nb, and Ta) Clusters Observed by Time-of-Flight Mass Spectrometry"J.Chem.Phys.. 111. 235-238 (1999)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Characteristic Transport Properties of CoO-Coated Monodispersive Co Cluster Assemblies"Phys.Rev.. B60. 2093-2100 (1999)

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  • [文献書誌] T.Hihara: "Time-of-flight High-Mass Spectrometer Observation of Large Size Nb Clusters toward Assembling of Size Controlled Clusters"J.Vac.Sci.Tech.. B17. 1923-1929 (1999)

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  • [文献書誌] S.Yamamuro: "Electrical and Magnetic Percolation in Two-Dimensional Assembling Process of Co Clusters"Materia Japan. 63. 1117-1120 (1999)

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  • [文献書誌] M.Sakurai: "Preferential Formation of Fe13O8 Clusters in a Reactive Laser Vaporization Cluster Source"J.Phys.Soc Jpn.. 68. 3497-3499 (1999)

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  • [文献書誌] S.Yamamuro: "Morphological and Magnetic Characteristics of Monodispersed Co-Cluster Assemblies"J.Appl.Phys.. 86. 5726-5732 (1999)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Enhancement of Magnetic Coercivity and Macroscopic Quantum Tunneling in Monodispersed Co/CoO Cluster Assemblies"Appl.Phys.Lett.. 75. 3856-3858 (1999)

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  • [文献書誌] S.Yamamuro, K.Sumiyama, T.J.Konno and K.Suzuki: "Structural and Magnetic Evolution in Self-Assembling Process of Nanometer-Sized Co Clusters"Mater.Trans.JIM. 40. 1450-1455 (1999)

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  • [文献書誌] T.J.Konno: "Magnetic Clusters-from Atomic level Arrangement to Electromagnetic field"Boundary. 15(9). 2-6 (1999)

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  • [文献書誌] S.Yamamuro: "Monodispersive Cr Cluster Formation by Plasma-Gas-Condensation Method"Euro Phys.J.. D9. 575-579 (1999)

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  • [文献書誌] K.Wakoh: "Compositional Partition in Ag-Nb Alloy Clusters Produced by a Plasma-Gas-Condensation Cluster Source"NanoStructured Materials. 11. 1245-1251 (1999)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Exchange Anisotropy of Monodispersed Co/CoO Cluster Assemblies"J.Appl.Phys.. 39. 66-69 (2000)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Magnetic Properties of Monodispersed Co/CoO Cluser"Phy.Rev.. B61. 3103-3109 (2000)

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  • [文献書誌] H.Sakurai: "X-ray Magnetic Circular Dichroism on Co Monodispersive Cluster Assemblies"J.Phys.Condens.Matter. 12. 3451-3460 (2000)

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  • [文献書誌] Q.Sun: "Geometry and Electronic Structures of Magic Transition-Metal Oxide Clusters M9O6 (M=Fe, Co, and Ni)"Phys.Rev.. B62. 8500-8507 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sumiyama: "Macroscopic Quantum Tunnelingin Electrical Conductivity and Magnetic Relaxation of Mono-Dispersive sSize Co Cluster Assemblies"Surface. 38. 443-451 (2000)

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  • [文献書誌] K.Sumiyama: "Magnetism of Co Clusters and Co/CoO Clusters Deposited on Substrates"Bull.Cluster Sci.& Tech.. 4. 9-14 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.L.Peng: "Co Cluster Coalescence Behavior Observed by Electrical Conduction and Transmission Electron Microscopy"Appl.Phys.Lett.. 78. 1535-1537 (2001)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Coalescence Process of Monodispered Co Cluster Assemblies"Euro-Phys.J.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Magnetic Characteristics of Monodispersed Co/CoO Cluser Assemblies"Scripta.Mater.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Exchange Anisotropy of Monodispersed Co/CoO Cluster Assemblies"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 66-69 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] D.L.Peng: "Magnetic Properties of Monodispersed Co/CoO Clusters"Phys.Rev.B. 61. 3103-3109 (2000)

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  • [文献書誌] H.Sakurai: "X-ray Magnetic Circular Dichroism on Co Monodispersive Cluster Assemblies"J.Phys.:Condens.Matter. 12. 3451-3460 (2000)

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  • [文献書誌] Q.Sun: "Geometry and Electronic Structures of Magic Transition-Metal Oxide Clusters M_9O_6 (M=Fe,Co.and Ni)"Phys.Rev.B. 62. 8500-8507 (2000)

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  • [文献書誌] 隅山兼治: "単分散サイズCo/CoOクラスター集合体の電気伝導および磁気緩和における量子トンネリング"表面. 38. 443-451 (2000)

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  • [文献書誌] 隅山兼治: "基板担持CoクラスターおよびCo/CoOクラスターの磁性"Bull.Cluster Sci.& Tech.. 4. 9-14 (2000)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Coalescence Process of Monodispersed Co Cluster Assemblies"Euro-Phys.J.. (In press). (2001)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Magnetic Characteristics of Monodispersed Co/CoO Cluster Assemblies"Scripta Materialia. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] S.Ymamuro: "Geometrical and Electrical Percolation in Nanometre-Sized Co-Cluster Assemblies"J. Phys. Cond. Mat.. 11. 3247-3257 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Q.Wang: "Geometry and Electronic Structure of Magic Iron Oxide Clusters"Phys. Rev.. B59. 12672-12677 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sakurai: "Magic Numbers in Transition Metal (Fe, Ti, Zr, Nb, and Ta) Clusters Observed by Time-of-Fight Mass Spectrometry"J. Chem. Phys.. 111. 235-238 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] D.L.Peng: "Characteristic Transport Properties of CoO-Coated Monodispersive Co Cluster Assemblies"Phys. Rev.. B60. 2093-2100 (1999)

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  • [文献書誌] D.L.Peng: "Enhancement of Magnetic Coercivity and Macroscopic Quantum Tunneling in Monodispersed Co/CoO Cluster Assemblies"Appl. Phys. Lett.. 75. 3856-3858 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 今野豊彦: "磁性クラスター"バウンダリー. 15. 2-6 (1999)

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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