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2012 年度 実績報告書

省レアメタルを可能とするHRE理想界面を持ったナノマグネットモデル薄膜の創成

研究課題

研究課題/領域番号 22560688
研究機関山形大学

研究代表者

小池 邦博  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (40241723)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード永久磁石 / レアメタル / ジスプロシウム / ネオジム磁石 / モデル界面 / 超高真空成膜 / 微細化効果 / 被覆効果
研究概要

本研究はDyなどの重希土類元素(HRE)の使用を極力低減するための重要な技術であるDy粒界拡散型ネオジム(Nd-Fe-B)焼結磁石の保磁力発生機構の指導原理の獲得を最終目標とした.そのための手法として,薄膜プロセスによって保磁力を増大させるNd2Fe14B粒子と希土類(DyとNd)被覆層のモデル界面の形成を目指し,以下の3つのシリーズの薄膜を作製することで,その構造と磁気特性の関係について検討した.シリーズIでは,高真空スパッタ法を用い,1 μm厚のNd2Fe14B厚膜へ200 nmのDy層を被覆し,真空中アニールをすることにより,保磁力増加量ΔHc = 11 kOeを確認した.さらに,シリーズIIでは,チャンバー内残留酸素を低減した超高真空成膜装置によって,高c軸配向したNd2Fe14B微細粒子の成長に成功し,Dy層被覆とその場ポストアニールにより,ΔHc = 6 kOeを確認した.また,シリーズIIIではDyの置換とNd粒界相の両効果を検討するため,シリーズIIと同様に高品位Nd2Fe14B粒子を成長させ,この上へDy/Nd二重被覆層を形成しその場ポストアニールすることで,ΔHc = 17 kOeに至る大きな保磁力増大現象を実証した.以上の一連のモデル試料を用いた実験から,表面近傍のNdの一部がDyと置換したNd2Fe14B粒子が単磁区臨界寸法以下まで微細化され,これと接して界面を形成する非磁性Nd金属粒界相の存在によってNd2Fe14B微細粒子同士の磁気的交換相互作用が,抑制されたことで保磁力が増大したことが示唆された.このことから,Dy粒界拡散型Nd-Fe-B系永久磁石において保磁力を増大させるための主な条件は,第一に主相となるNd2Fe14B粒子サイズの微細化,第二に主相粒子表面近傍のNdのDy置換,第三としてNd金属からなる非磁性粒界相の存在である.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of interlayer exchange coupling in α-Fe(100)/Nd2Fe14B(001) Films2013

    • 著者名/発表者名
      D. Ogawa, K. Koike, S. Mizukami, T. Miyazaki, M. Oogane, Y. Ando and H. Kato
    • 雑誌名

      J. Korean Phys. Soc.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.3938/jkps

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coercivity enhancement phenomena observed in various series of Nd2Fe14B thin films2012

    • 著者名/発表者名
      K. Koike, T. Kusano, D. Ogawa, T. Miyazaki, Y. Ando, and H. Kato
    • 雑誌名

      Proc. on the 22th International Workshop on Rare-earth Permanent Magnets and their Applications

      巻: - ページ: 460-463

  • [雑誌論文] Effect of Rare-Earth Overlayers on the Coercivity in Nd-Fe-B Films2012

    • 著者名/発表者名
      J. Umezawa, Y. Sakai, K. Koike, D. Ogawa, Y. Mizuno, T. Miyazaki, Y. Ando, and H. Kato
    • 雑誌名

      Proc. on the 22th International Workshop on Rare-earth Permanent Magnets and their Applications

      巻: - ページ: 453-455

  • [雑誌論文] Evaluation of Exchange Coupling in Nd2Fe14B/α-Fe Interfaces2012

    • 著者名/発表者名
      D. Ogawa, K. Koike, S. Mizukami, T. Miyazaki, M. Oogane, Y. Ando, and H. Kato
    • 雑誌名

      Proc. on the 22th International Workshop on Rare-earth Permanent Magnets and their Applications

      巻: - ページ: 161-164

  • [雑誌論文] Interface State and Coercivity in Nd-Fe-B Magnets2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kato, D. Ogawa, and K. Koike
    • 雑誌名

      Proc. on the 22th International Workshop on Rare-earth Permanent Magnets and their Applications

      巻: - ページ: 153-154

  • [雑誌論文] Nd2Fe14B/α-Fe界面における交換結合の評価2012

    • 著者名/発表者名
      小川大介, 小池邦博, 水上成美, 大兼幹彦, 安藤康夫, 宮崎孝道, 加藤宏朗
    • 雑誌名

      信学技報(IEICE Technical Report)

      巻: 112 ページ: 31-34

  • [雑誌論文] Interface state and Coercivity in Nd-Fe-B/Dy Films

    • 著者名/発表者名
      J. Umezawa, Y. Sakai, K. Koike, D. Ogawa, Y. Mizuno, T. Miyazaki, Y. Ando, and H. Kato
    • 雑誌名

      J. Korean Phys. Soc.

      巻: (in press)

    • DOI

      10.3938/jkps.63.616

    • 査読あり
  • [学会発表] Nd/Dy層で被覆されたNd-Fe-B薄膜の磁気特性2013

    • 著者名/発表者名
      小池邦博, 梅澤 仁,水野善幸,小川大介,宮崎孝道,安藤康夫,加藤宏朗
    • 学会等名
      2013年日本金属学会春期(第152回)講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス,東京都
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] 逆スパッタによるNd-Fe-B/Nd薄膜のエッチングと磁気特性の変化2013

    • 著者名/発表者名
      小川大介, 小池邦博,水野善幸,宮崎孝道,安藤康夫,加藤宏朗
    • 学会等名
      2013年日本金属学会春期(第152回)講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス,東京都)
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] Combinatorial approach to the optimization of magnetic properties in Nd-Fe-B thin films2012

    • 著者名/発表者名
      D. Ogawa, K. Koike, and H. Kato
    • 学会等名
      2nd International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS2012)
    • 発表場所
      Nara Prefectural Public Hall, Nara, Japan
    • 年月日
      20121002-1005
  • [学会発表] Effect of Annealing on Coercivity of Nd-Fe-B/Nd Thick Films2012

    • 著者名/発表者名
      K. Koike, J. Umezawa, H. Shiroiwa, D. Ogawa, and H. Kato
    • 学会等名
      2nd International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS2012)
    • 発表場所
      Nara Prefectural Public Hall, Nara, Japan
    • 年月日
      20121002-1005
  • [学会発表] EVALUATION OF EXCHANGE COUPLING IN Nd2Fe14B/α-Fe INTERFACES2012

    • 著者名/発表者名
      D. Ogawa, K. Koike, S. Mizukami, T. Miyazaki, M. Oogane, Y. Ando, and H. Kato
    • 学会等名
      21st Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and their Applications (REPM'12)
    • 発表場所
      Nagasaki, Japan
    • 年月日
      20120902-20120905
  • [学会発表] EFFECT OF RARE-EARTH OVERLAYERS ON THE COERCIVITY IN Nd-Fe-B FILMS2012

    • 著者名/発表者名
      J. Umezawa, Y. Sakai, K. Koike, D. Ogawa, Y. Mizuno, T. Miyazaki, Y. Ando, and H. Kato
    • 学会等名
      21st Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and their Applications (REPM'12)
    • 発表場所
      Nagasaki, Japan
    • 年月日
      20120902-20120905
  • [学会発表] COERCIVITY ENHANCEMENT PHENOMENA OBSERVED IN VARIOUS SERIES OF Nd2Fe14B/Nd FILMS2012

    • 著者名/発表者名
      K. Koike, T. Kusano, D. Ogawa, Y. Mizuno, T. Miyazaki, Y. Ando and H. Kato
    • 学会等名
      21st Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and their Applications (REPM'12)
    • 発表場所
      Nagasaki, Japan
    • 年月日
      20120902-20120905
  • [学会発表] Evaluation of interlayer exchange coupling in α-Fe(100)/Nd2Fe14B(001) Films2012

    • 著者名/発表者名
      D. Ogawa, K. Koike, S. Mizukami, T. Miyazaki, M. Oogane, Y. Ando and H. Kato
    • 学会等名
      The19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      20120708-20120713
  • [学会発表] Interface state and Coercivity in Nd-Fe-B/Dy Films2012

    • 著者名/発表者名
      J. Umezawa, Y. Sakai, K. Koike, D. Ogawa, Y. Mizuno, T. Miyazaki, Y. Ando, and H. Kato
    • 学会等名
      The19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      20120708-13
  • [学会発表] Effects of Grain Size and Interface State on the Coercivity in Nd-Fe-B/Nd Thin Films2012

    • 著者名/発表者名
      K. Koike, T. Kusano, D. Ogawa, Y. Mizuno, T. Miyazaki, Y. Ando and H. Kato
    • 学会等名
      The19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
    • 発表場所
      Bexco, Busan, Korea
    • 年月日
      20120708-13
  • [学会発表] Nd2Fe14B/α-Fe界面における交換結合の評価2012

    • 著者名/発表者名
      小川大介, 小池邦博, 水上成美, 大兼幹彦, 安藤康夫, 宮崎孝道, 加藤宏朗,
    • 学会等名
      電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      20120614-20120615
  • [備考] Kato/Adachi/Koike Lab

    • URL

      http://i-physics.yz.yamagata-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2014-07-24   更新日: 2023-03-16  

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