| 研究課題/領域番号 |
15K06508
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
大貝 猛 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60253481)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 電析 / ナノワイヤー / 結晶配向性 / 保磁力 |
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| 研究実績の概要 |
線状ナノ構造体であるCoナノワイヤー配列素子は形状磁気異方性と結晶磁気異方性が大きく発現するため、バルク形状試料とは異なる物性を示し、高保磁力化が期待でき、常温大気圧下で実施できる水溶液電析法により作製可能である。本年度は直径30 nm以下の単磁区Coナノワイヤーを作製し、高保磁力化を目指した。
まず、テンプレートとなる多孔質アルミナ膜を陰極として、電解浴の緩衝剤であるホウ酸またはクエン酸をそれぞれ添加した異なる電解浴中において定電位で電析させることで、種々のCoナノワイヤーを作製した。また、孔径の異なるアルミナ膜を用いてCoナノワイヤーも作製した。得られた試料はX線回折装置によって結晶配向性を評価し、その後、振動試料型磁力計により磁気特性を評価した。
クエン酸浴から作製されたCoナノワイヤーはホウ酸浴から作製した試料と比べると、[002]方向に優先配向することが確認された。これはクエン酸特有のCoとの錯イオン形成と強い緩衝作用によるものであると推定される。また、このクエン酸浴を用いて、70 nm以下の直径を有するCoナノワイヤーを作製した結果、最小直径が25 nmにおいて、保磁力が2.4 kOeに到達した。これはナノワイヤーの直径が小さくなり、単磁区構造に近づいたことで、磁化過程が磁壁移動型から磁化回転型へと変化したことによるものであると推定される。
以上の結果、(002)配向型単磁区構造Coナノワイヤーの作製に成功し、市販のアルニコ磁石を超越する2.4 kOeの高保磁力化が実現出来た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、ホウ酸の代替緩衝剤として注目されるクエン酸の錯イオン形成作用に着目し、Co錯イオンからの高過電圧電析法を利用して、ナノチャンネル細孔中に高アスペクト比型非晶質Coナノワイヤー配列素子を合成した。直径30 nm以下、長さ60 um程度の非晶質Coナノワイヤー配列素子を熱処理により(002)配向型単磁区ナノワイヤー構造へと改質させ、市販のアルニコ磁石の磁気特性を超越する2.4 kOeの保磁力を実現した。以上の理由により、本研究は概ね順調に進展しているものと判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、細孔径が20nm以下のアルミナ製テンプレートをアノード剥離できる電解液を開発し、本研究の目標値である保磁力5kOeを超越する電析Coナノワイヤー配列素子を開発予定である。更に、細孔中へのCoナノワイヤー配列素子の充填率を更に向上させ、(BH)maxの増大を目指す。また、Feナノワイヤー配列素子の作製に関しても、今後、本格化させていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成28年度は、概ね順調に研究が進展したため、金属アルミニウムや硫酸コバルト等の消耗品予算が残った。以上の理由により、次年度使用額として、99,992円が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成29年度は、金属コバルトナノワイヤーの作製と共に金属鉄ナノワイヤーの作製にも取り組み、上記の予算を消化する予定である。
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