| 研究概要 |
数10[nm]の周期を有する高・軟磁性積層型交換スプリング複合磁性薄膜をパノスコピック形態制御により実現するために,分割型回転ターゲットを有する高速成膜PLD装置を開発し,Nd_2Fe_<14>B/Fe_3B系超多層膜を作製してその磁気特性を評価した。作製したままの膜は非晶質Nd-Fe-B/非晶質Fe-Bからなるヘテロ構造であり軟磁性を示したが,熱処理によりNd_2Fe_<14>B,Fe_2B,α-Feが析出し,交換スプリング磁石が得られた。硬・軟磁性層の積層周期と得られる最大エネルギー積の関係を調べたところ,その周期が90[nm]程度のとき最高の最大エネルギー積を得ることができた。また,そのエネルギー積は,Nd_2Fe_<14>B単層膜の値より高いものであった。
一方,数10[μm]/hr程度の高速成膜下で異方性磁石薄膜の作製を可能にするために,作製膜の堆積方向から膜を加熱しながら,高温下で膜を堆積させる新しいPLD法考案した。この方法によれば,100[μm]程度の厚さを有する異方性Nd_2Fe_<14>B膜を短時間で作製できること,及び,この方法により等方性膜に比べて磁気特性が改善できることを示した。
高性能超磁歪材料を開発するために,Terfenol-Dを対象に,その微細組織と磁気・磁歪特性の関係を計算機シミュレーションにより研究し,その結晶粒径が限界値(20nm)より小さくなると,飽和磁歪を損なうことなしに軟磁性のみが飛躍的に改善されることを見いだした。
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