| 研究概要 |
近年,電子機器の小型化・軽量化に伴い磁石の高エネルギー積化が必要とされ,高い最大エネルギー積の可能性が示唆されているナノコンポジットマグネットが注目されている.そこで,本研究では希土類磁石であるNd-Fe-B系の薄膜磁石の作製を試みた.抵抗加熱型真空蒸着法で作製した薄膜に対し,種々の作製条件による組織と磁気特性の変化について検討した.
薄膜は基板を石英,蒸着源をタングステンとし,フラッシュ蒸着法により作製された.原料粉末は均質化後,粉砕したNd_<2.1>Fe_<14>B合金を用いた.成膜後の熱処理には赤外線イメージ炉を用いた.膜の組織および構造にはXRD,SEM-EDX,AESを,磁気測定にはVSMを用いた.
基板加熱なしで作製した薄膜は,X線的にはアモルファス相からなっていた.しかし,結晶相を出現させるための熱処理は基板との熱膨張率の違いによるクラックが導入をもたらし,さらにそこを起点に酸化が進行することが明らかとなった.そこで,Nd-Fe-B薄膜表面に対する被覆を行い,中でもTiによる被覆がクラックの減少および酸化の抑制に有効であることがわかった.
成膜後のNd-Fe-B系薄膜は膜中のB濃度が極めて低くなり,これを熱処理しても原料組成の主相であるNd_2Fe_<14>B化合物は結晶化しない.B濃度低下の原因はBが蒸発源であるタングステンフィラメントと反応するためであり,膜中のB濃度を補償するために予め基板にボロン微粒子をコーティングすることが有効であった.
500℃以下の基板温度ではアモルファス,FeおよびNd相が,650℃以上でNd_2Fe_<14>B化合物相が生成することがわかった.
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