| 研究概要 |
ゾル・ゲル法は, セラミックスの低温・高均質合成法であり, 最近新素材の関連から注目されている技術である. 従来研究の重点は光学ガラス合成にあり, 磁性材料に関するものは極めて少なかった. 我々はエチレングリコール(HOCH_2CH_2OH)中の硝酸鉄(Fe(NO_3)_39H_2O)を溶解したゾルを窒素雰囲気中約80°Cで撹拌すると重合反応が生じ, 金属アルコキシドの1種鉄エチレングリコラートが生成されゲル化する. 適当な粘度のゲルをスピンコートによってガラス基板上に塗布し, ゲル化完了後熱処理を施すことによって透光性磁性酸化物薄膜の作成を試みた. まず薄膜化に先だって, 溶液を完全にゲル化反応を完了させた後粉末にして, 大気中200〜600°C3時間熱処理した試料の磁気特性と結晶構造を調べた. 200°C以下ではX線アモルファスを示し磁化も小さいが, 300°C近傍で磁化は急増し, 400°C以上で激減する. この磁化の変化はγ-Fe_2O_3の生成と, α-Fe_2O_3への変態に対応し, γ→α変態が400°Cで生じていることが分った. ガラス基板上に形成した薄膜においても磁化の熱処理温度依存性は類似の変化を示す. ただし最大磁化は4ΠMs【.apprxeg.】740Gと小さく, X線回折にはかからないγ-Fe_2O_3超微粒子によるものと考えられる. 次に磁気特性の改善のため, 試料を水素雰囲気中で2時間遷元処理後, 再度大気中で3時間熱処理を行った. 400°Cの遷元温度で磁化は最大4ΠMs=3KGに達する大きなものが得られる. 遷元処理によって透過率は40%と半透膜になるが, 再酸化処理で磁化の値を維持したままで透過率90%以上の初期の高透光性を回復する. 現在磁界中遷元処理による磁化特性の制御と, 磁気光学ファラデー効果の測定を行っている. 更に我々はゾル・ゲル法を用いてBYCO系高Tc超伝導セラミックス合成を試みた. 高均質に反映して超伝導特性の経時劣化の小さな試料作成が可能であることを確認している.
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