極限磁性スピンナノ構造体の創製

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21226007
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東北大学
• 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)
• 研究分担者: 角田 匡清 東北大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80250702) ; 小川 智之 東北大学, 大学院工学研究科, 助教 (50372305)
• 研究期間 (年度): 2009-05-11 – 2014-03-31
• キーワード: 電気・電子材料 / 窒化鉄 / 飽和磁化 / ナノ粒子 / 薄膜

研究概要

新たな高飽和磁化材料探索を念頭に、準安定窒化鉄相に着目しそのナノ粒子化技術、および、鉄基ナノ粒子の集合体化技術の構築を行った。最適な原材料を合成し、プロセス条件の最適化を行うことで、234emu/gの飽和磁化を有する単相の窒化鉄ナノ粒子の獲得に世界で初めて成功した。また、粒径10nm程度の鉄ナノ粒子を用いて、ナノ粒子共凝集法を新たに考案することで、充填率を0.5%から40%まで制御可能な集合体プロセス技術の確立に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative understanding of thermal stability of α"-Fe_<16>N_2 (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yamamoto, R. Gallage, Y. Ogata, Y. Kusano, N. Kobayashi, T. Ogawa, N. Hayashi, K. Kohara, M. Takahashi, and M. Takano
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 49(70) ページ: 7708-7710
  • DOI: 10.1039/c3cc43590c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Challenge to the Synthesis of α''-Fe_<16>N_2 Compound Nanoparticle with High Saturation Magnetization for Rare Earth Free New Permanent Magnetic Material (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa, Y. Ogata, R. Gallage, N. Kobayashi, N. Hayashi, Y. Kusano, S. Yamamoto, K. Kohara, M. Doi, M. Takano and M. Takahashi
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 6(7) ページ: 073007-1-073007-3
  • DOI: 10.7567/APEX.6.073007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size effect of Fe nanoparticles on the high frequency dynamics for highly dense self-organized assemblies (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kura, T. Ogawa, R. Tate, K. Hata and M. Takahashi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 111, No.7 ページ: 07B517-1-07B517-3
  • DOI: 10.1063/1.3676224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-glasslike behavior of magnetic ordered state originating from strong interparticle magnetostatic interaction in α-Fe nanoparticle agglomerate (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hiroi, H. Kura, T. Ogawa, M. Takahashi and T. Sato
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 98 ページ: 252505-1-252505-3
  • DOI: 10.1063/1.3602313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Monodisperse Iron Nanoparticles with High Saturation Magnetization using Fe(CO)_x-Oleylamine Reacted Precursor (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kura, M. Takahashi, and T. Ogawa
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 114 ページ: 5835-5838
  • DOI: 10.1021/jp911161g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size control and characterization of wustite (core)/spinel (shell) nanocubes obtained by decomposition of iron oleate complex (2010)
  • 著者名/発表者名: H. T. Hai, H. T. Yang, H. Kura, D. Hasegawa, Y. Ogata, M. Takahashi and T. Ogawa
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 巻: 346 ページ: 37-42
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2010.02.025
  • 査読あり
• [学会発表] α', α" - Fe_<16>N_2 Interstitial Compound - Single phase formation and magnetism of nano particles - (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi and T. Ogawa
  • 学会等名: International Conference on Nanoscale Magnetism (ICNM-2013)
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 20130902-06
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and magnetic characterization of α"-Fe_<16>N_2 Interstitial Compound - New Candidate for Permanent Magnetic Material with Rare Earth Element Free - (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi and T. Ogawa
  • 学会等名: IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG 2012)
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20120507-11
  • 招待講演
• [学会発表] Fe_<16>N_2 Interstitial Compound - New Candidate for Permanent Magnetic Material with Rare Earth Element Free - (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi and T. Ogawa
  • 学会等名: 56^<th> Annual Conference on Magnetism and Magnetic Material (MMM)
  • 発表場所: Scottsdale, USA
  • 年月日: 20111030-1103
  • 招待講演
• [学会発表] Development of High Performance Magnetic Materials with Rare Earth Element (REE) Less/Free (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa
  • 学会等名: U.S. - Japan Roundtable Discussion on Rare Earth Elements Research and Development for Clean Energy Technologies
  • 発表場所: U.S. Department of Energy, Lawrence Livermore National Laboratory
  • 年月日: 20101118-19
  • 招待講演
• [学会発表] Fast frequency magnetic response of Fe-based magnetic nanoparticle assembly for high frequency devices (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi and T. Ogawa
  • 学会等名: India-Japan Workshop On Biomolecular Electronics & Organic Nanotechnology for Environment Preservation (IJBEONEP2009)
  • 発表場所: New Delhi, India
  • 年月日: 20091217-20
  • 招待講演
• [図書] 「テラビット対応自己組織化ナノ粒子配列型磁気記録媒体」、自己組織化ハンドブック (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋研、小川智之
  • 総ページ数: 607-610 (607-610), 第2編 第2章 第1節 第3項
  • 出版者: ㈱エヌ・ティー・エス