相互作用が競合したグラニュラー磁性体における超軟磁性の発現

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650003
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: 石井 清 宇都宮大学, 工学部, 教授 (30134258)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大庭 卓也 島根大学, 総合理工学部, 助教授 (00211110) ; 隅山 兼治 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (70101243) ; 入江 晃亘 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (90241843)
• Keywords: 軟磁性 / 磁性体 / 磁性材料 / グラニュラー磁性体 / スパッタ膜 / クラスター堆積

Research Abstract

ナノメータサイズの磁性体微粒子が非磁性金属中に分散したグラニュラー磁性体においては、その磁気的性質が磁性体粒子間の磁気的相互作用に強く依存する。特に、磁性粒子がランダムに分散した場合、相互作用が粒子の幾何学的配置により強磁性的になる場合と反強磁性的になる場合があるため、磁性粒子が高濃度になると相互作用が競合して粒子の磁化がどの方向を向いたら良いか分からなくなる。そのような状態では、系として軟磁性が発現するのではないかと考えて、本研究を始めた。従来のグラニュラー磁性体は、非固溶の関係にある合金を熱処理することにより磁性粒子を析出させることにより作製していたために粒子径と分散量を独立に制御できず、その点について実験的に調べることができなかった。本研究では、独自のクラスター堆積技術を用いて、粒子径と分散量を独立に制御したFe/Ag薄膜を作製し、その磁気特性を詳細に調べた。そして、以下の結果を得た。
1.平均粒径が5nmのFe粒子をAg中に0から100%の範囲で厳密に制御して分散できた。
2.Feの分散量が35at%程度において、強磁性的な振る舞いをするとともに、5Oe程度の非常に低磁場で磁化反転が起き、軟磁性を示すことを初めて見出した。
3.この系において典型的なキュリー・ワイス型の初磁化率の温度変化を観測し、相互作用により強磁性配列が室温で起きることを推察できた。
4.粒子系により軟磁性が発現することができる実験的な手掛かりを見出した。

Research Products

• [Publications] K. Ishii, H. Hamakake: "Prepartion of Magnetic Granular Films by the Co-deposition of Magnetic Clusters and Matrix Vapor Using Gas Flow Sputtering"Proceedings of International Symposium on Cluster Assembled Materials. 42-45 (2001)
• [Publications] H. Hamakake, M. Wakairo, M. Ishikawa, K. Ishii: "Paramagnetic-Ferromagnetic Phase Transition in Fe/Ag Nanogranular System"Proceedings of International Symposium on Cluster Assembled Materials. 46-49 (2001)