| 研究課題/領域番号 |
18206030
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高橋 研 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (70108471)
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| 研究分担者 |
小川 智之 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (50372305)
齊藤 伸 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (50344700)
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| キーワード | 磁性ナノ粒子 / 超常磁性 / 化学合成 / ドライプロセス / グラニュラ構造 / 自己組織化 / ナノ粒子超格子 / 高周波デバイス応用 |
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| 研究概要 |
3d系遷移金属をナノ粒子化(スピンナノクラスター)し、誘電体中にスピンナノクラスターを分散させたスピンナノクラスター/誘電体複合材料を用いてGHz帯域に対応した低損失配線ボード基板材料を実現するためには、1.均一粒径スピンナノクラスターの合成技術の確立、2.スピンナノクラスターを凝集なく均一に誘電体中に分散し、3.結晶軸方位のばらつきを極力低減することが必須となる。本年度は、Feスピンナノクラスターを中心に、熱分解法と還元法を用いて粒径および粒径分散制御を試みた。また、c面配向型のスピンナノクラスターの高周波材料としての優位性を示すため、CoIr-SiO_2グラニュラー薄膜を作製し、その磁気特性を詳細に調べた。
Feスピンナノクラスターでは、還元法において界面活性剤量/Fe原材料量比を精密制御することにより、3.5〜12nmまで粒径制御し、粒径分散値を15〜20%程度とすることに成功した。また、熱分解法においても合成条件の最適化により前記と同程度の粒径範囲が制御可能であり、粒径分散値が5〜10%程度の均一粒径化に成功した。さらに、磁気測定の結果から、飽和磁化は合成方法に依存するものの150〜190emu/gの高飽和磁化を有するFeスピンナノクラスターであることが分かった。一方、CoIrスピンナノクラスターでは、下地層、ガス圧、膜厚などの成膜条件の最適化によりc軸が揃ったスピンナノクラスター集合体を作製することに成功した。磁気特性の詳細な検討の結果、c軸方向に強磁性的でありかつc面内で超常磁性的である2次元超常磁性状態が実現することを見出した。また、理論計算の結果から、2次元超常磁性集合体の磁化率は、Feスピンナノクラスターなどの3次元超常磁性集合体より1.5倍大きいことを見出しており、c面配向したCoIrスピンナノクラスター集合体が高周波材料の候補となることを見出した。
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