純鉄スピンナノクラスター三次元自己組織化バルク材料の創製と超軟磁気特性の発現

• 研究課題/領域番号: 23360132
• 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: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小川 智之 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50372305)
• 研究分担者: 佐藤 徹哉 慶應義塾大学, 理工学学部, 教授 (20162448)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2011年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 電子・電気材料 / 純鉄 / スピンナノクラスター / 自己組織化 / 軟磁気特性

研究概要

高飽和磁化純鉄スピンナノクラスター(Fe-SNC)、および、そのバルクサイズの自己組織化集合体の作製を行い、軟磁気特性の獲得を図った。その結果、表面吸着力の弱い界面活性剤を用いることで、bcc相の生成を促し、バルク値に匹敵する200emu/g以上の飽和磁化を有するFe-SNCの合成に成功した。また、Fe-SNC自己組織化集合体では、Fe-SNC間で働く磁気双極子相互作用の増強により保磁力が1.7Oeまで低減することが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Fast magnetic response in gigahertz-band for columnar-structured Fe nanoparticle assembly (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa, H. Kura, R. Tate, T. Oikawa and K. Hata
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 115 号: 17
  • DOI: 10.1063/1.4863940
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低吸着力界面活性剤を添加したFeナノ粒子における飽和磁化の改善 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鎌田真之, 藏裕彰, 高橋研, 小川智之, 田中寿郎
  • 雑誌名: Journal of the Magnetics Society of Japan 巻: 36 号: 5 ページ: 309-312
  • DOI: 10.3379/msjmag.1209R001
  • NAID: 130002112220
  • ISSN: 1882-2924, 1882-2932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct synthesis of single crystalline α-Fe nanoparticles with high saturation magnetization by mixed surfactant (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kamata
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn. 巻: 48 号: 11 ページ: 3944-3946
  • DOI: 10.1109/tmag.2012.2197737
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe(CO)5熱分解法を用いた単分散Feナノ粒子の広域粒径制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小川智之
  • 雑誌名: 日本磁気学会誌 巻: 36 ページ: 202-208
  • NAID: 130002112342
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁気双極子相互作用がＦｅナノ粒子集合体の磁気特性に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 蔵裕彰, 館龍, 高橋研, 小川智之
  • 雑誌名: Journal of the Magnetics Society of Japan 巻: 35 号: 3 ページ: 203-210
  • DOI: 10.3379/msjmag.1104R007
  • NAID: 130000677004
  • ISSN: 1882-2924, 1882-2932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-glasslike behavior of magnetic ordered state originating from strong interparticle magnetostatic interaction in α-Fe nanoparticle agglomerate (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hiroi, H. Kura, T. Ogawa, M. Takahashi and T. Sato
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 98 号: 25
  • DOI: 10.1063/1.3602313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of nucleation and growth dynamics on saturation magnetization of chemically synthesized Fe nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ogawa
  • 雑誌名: Journal of Magnetics 巻: VOL16 号: 3 ページ: 308-311
  • DOI: 10.4283/jmag.2011.16.3.308
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁気双極子相互作用がFeナノ粒子集合体の磁気特性に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 蔵裕彰
  • 雑誌名: 日本磁気学会誌 巻: 35巻 ページ: 203-210
  • 査読あり
• [学会発表] Fast magnetic response in GHz-band for columnar-structured Fe nanoparticle assembly (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa, H. Kura, R. Tate, T. Oikawa, K. Hata and M. Takahashi
  • 学会等名: 58th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Denver, USA
• [学会発表] Low-temperature chemical synthesis of size and phase controlled Fe-based nanoparticles with high saturation magnetization (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa and H. Kura
  • 学会等名: 8th International Conference on Fine Particle Magnetism (ICFPM-2013)
  • 発表場所: Perpignan, France
• [学会発表] Ferromagnetic behavior of film-form assembly of α-Fe nanoparticles with strong interparticle dipolar interaction (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hiroi, H. Kura, T. Ogawa and T. Sato
  • 学会等名: 8th International Conference on Fine Particle Magnetism (ICFPM-2013)
  • 発表場所: Perpignan, France
• [学会発表] Fast magnetic response in GHz-band for columnar-structured Fe nanoparticle assembly (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa
  • 学会等名: 58th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM 2013)
  • 発表場所: Denver, USA
• [学会発表] Size control of iron oxide nanoparticles by Ar bubble flow rate (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Y. Kim
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA2013)
  • 発表場所: Taichung, Taiwan
• [学会発表] Direct synthesis of single crystalline a-Fe nanoparticles with high saturation magnetization by mixed surfactant (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kamata, H. Kura, M. Takahashi, T. Ogawa and T. Tanaka
  • 学会等名: IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG 2012)
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [学会発表] Fast Magnetic Response of Chemically Synthesized Fe-based Magnetic Nanoparticle Assembly for High Frequency Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ogawa
  • 学会等名: International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT 2011)
  • 発表場所: Singapore, Suntec(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-26
• [学会発表] Fast Magnetic Response of Chemically Synthesized Fe-based Magnetic Nanoparticle Assembly for High Frequency Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa and M. Takahashi
  • 学会等名: International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT 2011)
  • 発表場所: Suntec, Singapore
  • 招待講演
• [学会発表] Size and phase control of Fe nanoparticles with high saturation magnetization by tribenzylamine-trioctylamine mixed surfactant
  • 著者名/発表者名: M. Kamata
  • 学会等名: International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS2012)
  • 発表場所: Nara, Japan
• [学会発表] Single crystalline Fe nanoparticles with high saturation magnetization via chemical route using trioctylamine-tribenzylamine mixed surfactant
  • 著者名/発表者名: M. Kamata
  • 学会等名: Powder Metallurgy World Congress & Exhibition (PM2012 YOKOHAMA)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Direct synthesis of single crystalline a-Fe nanoparticles with high saturation magnetization by mixed surfactant
  • 著者名/発表者名: M. Kamata
  • 学会等名: IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG 2012)
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [図書] 「「純鉄ナノ粒子の低温化学合成の現状と展望」」, 機能材料 2013年 1月号, Vol.33, No.1, 特集 低温合成による新材料創製 -異分野横断で見える無機化学の可能性- (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川智之
  • 出版者: シーエムシー出版社
• [図書] 機能材料 特集 低温合成による新材料創製 －異分野横断で見える無機化学の可能性－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川智之
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 磁性誘電体材料 (2011)
  • 発明者名: 小川智之, 他4名
  • 権利者名: 東北大学, 他1機関
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2011-182162
  • 出願年月日: 2011-08-24