| 研究課題/領域番号 |
20K15016
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
三井 好古 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (90649782)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 規則-不規則変態 / 強磁性 / ホイスラー合金 |
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| 研究実績の概要 |
磁場は、物質の磁化に作用し反応や相変態の制御が期待できる。本課題は、規則度によって磁性が異なる磁性規則合金について、磁場×磁化のエネルギー利得によってその規則度を制御することを目的としている。初年度目にはホイスラー合金Ni2MnAlの磁場中における規則化について研究を進めた。Ni2MnAlは不規則B2相が反強磁性、規則L21相が強磁性であり、低い規則-不規則変態温度から規則化に長時間を要する。初年度は、磁場中熱処理し、磁化測定を行うことで、磁化から強磁性L21相の相分率を評価した。この強磁性相の磁場中成長を核生成-成長モデルから検討し、磁場中のL21相の成長速度を評価した。その結果、磁場中熱処理によって規則化が加速することが示された。これらの結果について本年度、論文発表を行った。
本年度は、異なる観点でのNi2MnAlの強磁性相成長の観察について検討した。初年度に行ったのは磁化というマクロな量からの評価であった。本年度は熱処理によって反強磁性B2相から強磁性L21相が成長する様子を磁気力によって検出ができると考え、磁気力顕微鏡(MFM)による観察を試みた。観察に用いた試料は初年度に作製したゼロ磁場および15 T磁場中で623 Kおよび673 Kで熱処理した試料である。MFM像から非強磁性マトリクス上に強磁性領域が生成している領域を観察することができた。これまでにいくつかの試料で観察を行ったが、安定したMFM像を取得できておらず、磁場中相成長に関する定量的な知見を得るに至っていない。安定して観察を可能にするための試料研磨の条件を検討している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
２カ年目は、コロナ禍により、10T級の磁場中熱処理実験や磁場中熱分析実験による試料合成を実施することができなかった。Ni2MnAlの規則相の成長を磁気力顕微鏡によって観察を試みた。強磁性領域が非強磁性マトリクス上に生成している様子を観察することができた。しかしながら熱処理時間・磁場の有無といった熱処理条件に対する定量的な知見がまだ得られていない。一方で、初年度に得られた成果について論文発表を行った。「やや遅れている」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに得られた結果を踏まえ最終年度は以下のことを実施する予定である。
1) Mn基ホイスラー合金であるMn2NiGa合金の規則かに対する磁場効果の評価を行う。Mn2NiGaは規則性によって磁性が異なることから、磁場中熱処理による規則度制御が期待できる。2カ年目には、10T級強磁場を利用した磁場中熱処理実験を行うことができなかったため、３カ年目に実施を行う。具体的には溶解法で作成した母合金に対し磁場中熱処理を行い磁化測定によってその規則化に対する磁場効果を評価する。
2) 2カ年目から進めている、磁気力顕微鏡による磁場中熱処理したNi2MnAlの観察を引き続き行う。試料にはすでに１年度目に作製および磁化測定による評価が完了している623 K, 673 K磁場中熱処理試料を用いる。
3)Ni2MnAlの規則化が磁場で加速する効果について、規則-不規則変態温度に対する規則-不規則変態温度に対する磁場効果を検討する。具体的には2カ年目度実施できなかった強磁場中示差熱分析を行う予定である。
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