溶液堆積を用いた磁性ナノ粒子の自己組織化による薄膜形成条件の解明と秩序構造制御

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磁性ナノ粒子の薄膜生成と秩序配列構造の制御は電子材料の分野で極めて重要な技術であり，とりわけ磁気記録材料のさらなる大容量化を実現するためには必要不可欠である．しかしながら，従来の薄膜生成技術ではナノサイズの粒子の構造を制御するのは困難である．そこで本研究では薄膜を生成する新しい技術である『磁気溶液堆積法』の基礎の確立を目指す．具体的には溶液中で粒子を沈降させることにより，磁場と溶液の温度をコントロールして，所望の薄膜を得るための方法と条件を，粒子シミュレーションによって明らかにする．方法と条件の着眼点として，1.強力な外部磁場印加による薄膜生成に与える影響，2.大容量化の限界点，3.液体の温度変化の影響，4.秩序配列構造を得るための条件および生成時間の解明があり，当該年度は「4.秩序配列構造を得るための条件および生成時間の解明」のための前段階として新たに解析が必要になることが判明した「秩序配列構造形成及ぼす粒子径分布の影響」について解析を行った．従来の研究では，全てのナノ粒子の粒子径を一定にしていたが， 当該年度は粒子径に分布を持たせることにし，その粒子径分布を正規分布に基づく標準偏差で表すことにした．具体的には，粒子の生成については，box-muller法により，3σ信頼区間で発生させた．まず，解析結果全体から新たに，クラスタ形成係数ξを定義した．その結果，薄膜を形成するための条件としてξ>3×10＾-3を目安にすべきであることが分かった．さらに粒子径分布が大きくなると，クラスタが形成されやすくなり，薄膜が生成されなくなることがわかった．具体的には標準偏差の2乗から3乗の範囲で低下していくこともわかった．