| 研究概要 |
磁気光学特性向上のために要求されるBi-YIG簿粒子の分散性向上を図るために,微粒子合成工程における硫酸アンモニウムの添加効果を調査した.さらに,分散性の高い微粒子を用いた場合に分散体中の微粒子濃度を向上させることにより,光学特性をさほど劣化させることなく磁気光学特性を向上させられる可能性があるので,微粒子濃度に対する磁気光学特性の変化を調べた.
硫酸アンモニウムを添加することにより,その濃度が金属イオンに対して3.0%まではほとんど結晶性・磁性に変化はなかったが,それ以上の濃度では結晶性が大きく劣化し,ガーネット以外のピークもX線回折では見られた.微粒子分散体においては,ミリング時間が36時間のときにいずれも磁気光学性能指数が最大をとったが,硫酸アンモニウムを添加したものは2倍以上の性能指数を示した.さらに磁界センサとして用いるのに要求されるファラデー回転角の磁界感度(等価ヴェルデ定数)も向上した.TEM観察から,磁気光学特性に優れる分散媒体では微粒子の凝集がほとんどなく,数十ナノメートルの粒子が分散していることがわかった.
さらにこの分散性の高い微粒子を従来の40vol%から80vol%まで媒体中の濃度を変化させて,特性の変化を調べた.80vol%になると,膜にクラックが入り透過特性が劣化したが,60vol%までは性能指数もヴェルデ定数も微粒子濃度とともに増加した.分散性向上により従来では行なうことができなかった高濃度の微粒子添加が可能になり,光学・磁気光学特性を調整するためのパラメータを拡張する知見を得たといえる.
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