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2015 年度 実績報告書

磁性ナノ粒子を用いた複合磁性材料作製に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J07528
研究機関東北大学

研究代表者

林 禎彰  東北大学, 大学院 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワード複合磁性膜 / Fe-Coナノ粒子 / Fe-Pt / 電気泳動堆積法 / 電析法
研究実績の概要

本研究は、電気化学的手法による高性能ナノコンポジット磁石膜の実現を目的とし、磁性ナノ粒子の電気泳動堆積(EPD)法と金属磁性膜の電析法(電気めっき)を組み合わせ、磁性ナノ粒子をナノメートルオーダーで内包した新規複合磁石膜の開発を行うものである。昨年度までに、本研究で提案している手法によりFe-Coナノ粒子(平均粒径:15 nm)とL10 Fe-Pt電析膜からなる複合磁性膜の形成を達成したが、試作した膜の磁気特性は改善の余地が大きい状況であった。このため本年度は、膜の形成プロセスや熱処理条件を検討し、膜の磁気特性を改善することに注力した。

これまでの複合膜は、1. Fe-Coナノ粒子電気泳動堆積、2. 表面修飾剤除去を目的としたFe-Coナノ粒子電気泳動堆積膜の水素ガス中熱処理、3. Fe-Pt電析膜との複合化、4. Fe-Ptの規則化を目的とした複合膜の真空中熱処理の手順により試作を行っていた。このプロセスでは表面修飾剤が除去された分散性の悪いFe-Coナノ粒子をFe-Pt電析膜中へ複合化しているため、複合膜中にFe-Coナノ粒子の凝集領域が形成され、試作した膜の磁化曲線はFe-CoとFe-Ptの磁気特性が分離した振舞いを示した。複合膜中のFe-Coナノ粒子の分散性を改善するために1. Fe-Coナノ粒子電気泳動堆積、2. Fe-Pt電析膜との複合化、3. 表面修飾剤除去およびFe-Ptの規則化を目的とした複合膜の水素ガス中熱処理の手順により複合膜の試作を行った。新たなプロセスは表面修飾剤により被覆されたFe-Coナノ粒子をFe-Pt電析膜中へ複合化するものであるため、試作した複合膜ではFe-Coナノ粒子の分散性の向上が確認された。また、Fe-CoとL10 Fe-Ptの微細な複合組織の形成により、磁化曲線がFe-CoとFe-Ptの特性が分離した振舞いではなく、ナノコンポジット磁石のように単相材料のような振舞いを示す複合磁性膜の実現が達成された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical fabrication of nanocomposite films containing magnetic metal nanoparticles2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi, S. Hashi, H. Kura, T. Yanai, T. Ogawa, K. Ishiyama, M. Nakano, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 ページ: 075201(1)-(4)

    • DOI

      10.7567/JJAP.54.075201

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fe-Pt / Fe-Co Nanocomposite Films Fabricated by Electrochemical Method2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi, S. Hashi, H. Kura, T. Yanai, T. Ogawa, K. Ishiyama, M. Nakano, H. Fukunaga
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      バルセロナ (スペイン)
    • 年月日
      2015-07-07
    • 国際学会

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公開日: 2016-12-27  

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