| 研究課題/領域番号 |
16K14426
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
小澤 俊平 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (80404937)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 無容器凝固 / マルチフェロイック材料 / ガスジェット浮遊 / 準安定相 / 過冷却 |
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| 研究実績の概要 |
強磁性と強誘電性を有するマルチフェロイックマテリアルには，新しい記録媒体としての可能性が期待されている．その対象として，六方晶のLnMnO3（h-LnMnO3, Ln:希土類元素）が有力視されているが，磁気変態点が～100K と低く，加えて反強磁性であることが実用化への妨げになっている．一つの解決法として，強磁性相と強誘電性相のナノスケールでの複合化が挙げられるが，未だその手法は確立されていない．この点から本研究ではh-LnFeO3と強磁性相のFe3O4の共晶によるナノベースのコンポジットの創製を目指した．その結果，酸素分圧を1atmとした場合，0.6LuFeO3-0.4Fe3O4での融点が最も低くなり，共晶のような組織を示す事が分かった．しかしながらFe3O4のモル分率の増加は，h-LuFeO3に替わって安定相の斜方晶（o-LuFeO3）を生成させることが明らかになった．この点から，平成29年度はh-LuFeO3の安定性を増加させるべく，Feの一部（1/3）をMnに置換した（LuMn1/3Fe2/3O3）1-ｘ-（MnFe2O4）ｘについて同様の実験を試みた．その結果，液相線温度TLと組成xの関係（状態図）はx~0.5を中心とするほぼ左右対称な形となり，組織もLnFeO3-Fe3O4よりも遥かに微細な共晶となった．ただしMnに置換したことによる磁化と磁気変態点の低下は避けられず，この点に改良の余地が残った．
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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
平成28年度はLnFeO3-Fe3O4系の状態図を調べることにより，この系が共晶であること，および微細な共晶組織を得ることを目標にした結果，0.6LuFeO3-0.4Fe3O4付近が共晶点であることを明らかにした．しかしながら， Fe3O4のモル分率の増加は，h-LuFeO3を減らすだけでなく，未知の相を生成させることが課題として残った．平成29年度はこの未知の相がo-LuFeO3であることを突き止め，o-LuFeO3の生成を抑制するにはFeの一部（1/3）をMnに置換することが効果的であることを明らかにしたことは本研究を進める上で大きな成果であると考えられるところから上記のような結論とした．
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| 今後の研究の推進方策 |
先に述べたようにFeの一部をMnに置換することはh-LuFeO3の安定性には寄与するものの，磁気特性の低下は避けられない．この点を回避するにはMn置換に代わる手法によりh-LuFeO3の安定性の向上を図ることが求められる．この点に関して，代表者らのこれまでの研究からは，h-LuFeO3の安定性は希土類元素のイオン半径に関係している（イオン半径を小さくすることが安定化につながる）ことが明らかになっている．したがって平成30年度はLuの一部を（Luよりもイオン半径の小さい）Scに置換した系について実験を実施する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
試料の加熱源に使用しているダイオードレーザーは，出力の低下が著しいことから，平成30年度にレーザーの更新に充てる予定であるため．
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