低温窒化法による金層窒化物薄膜の形成

低温氮化法形成金层氮化物薄膜

• 批准号: 14655233
• 负责人: 吉川 信一
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655233/
• 关键词: 窒化鉄; 微粒子; 薄膜; 巨大磁化; グラニュラー; 磁気抵抗; 低温窒化; スパッタ

酸化物を凌ぐ優れた機能性が期待される金属窒化物の薄膜化が、物性評価および応用において重要である。巨大磁化をもつ窒化鉄Fe_<16>N_2は熱的に準安定な結晶相であり、MBE法などの様々な薄膜法でも純粋な単一相は生成しなかった。本研究では窒化鉄を中心とする金属窒化物の薄膜を低温窒化法によって作成し、それらを磁気応用する可能性について検討した。(1)粒子径100nmのα-Fe微粉末を130℃で100時間アンモニア窒化することによって、高純度で結晶性の良いFe_<16>N_2を得ることができた。室温での飽和磁化の値は225emu/gで、窒化前のα-Feよりも16%増加した。メスバウアスペクトルにおける強磁性成分の内部磁場値から計算される平均磁気モーメントは2.52μ_Bであった。常磁性成分が約19%残っており、これらの値から推測すると、更に高純度化することによって270emu/g程度の飽和磁化を実現できることが明らかになった。(2)高周波出力100Wでスパッタ成膜したα-Fe薄膜は、成膜時間が短くなるほど、Fe_3Nの生成する窒化温度が、160℃まで低温化することが明らかになった。しかしFe_<16>N_2の生成は見られず、スパッタ膜は緻密なためにFe_<16>N_2の生成が阻害されていると考えた。そこで鉄カルボニルを界面活生剤を加えたオクチルエーテル中で熱分解し、得られたα-Fe微粒子を石英基板にディップコートした微粒子分散薄膜を窒化すると、Fe_<16>N_2の生成する可能性が見られた。(3)Alチップを分散したFeターゲットを窒素雰囲気中にて高周波スパッタして得られるAl_<1-x>Fe_xN(x=0.69)薄膜を水素気流中400℃でアニールし、α-Fe微粒子がAINマトリックス中に分散したグラニュラー薄膜を得た。この薄膜は室温では0.82%、77Kでは2.16%のトンネル磁気抵抗効果を示した。

The functional properties of acid compounds are expected to be high, and the thinning of metal sulfide compounds is important. The giant magnetized iron sulfide Fe_<16>N_2 is a hot quasi-stable crystalline phase, and the MBE method is a thin film method and a pure sulfide is produced in one phase. This study explores the possibility of fabricating and using low-temperature sulfide thin films of metal sulfides at the center of sulfide and metal sulfides. (1) α-Fe fine powder with a particle diameter of 100nm can be suffocated at 130℃ for 100 hoursることによって, high purity でcrystalline good いFe_<16>N_2をget ることができた. The saturation magnetization at room temperature is 225 emu/g, and the α-Fe content before suffocation is 16%.メスバウアスペクトルにおける Strong magnetic component の internal magnetic field から calculation される average magnetic 気 モーメントは2.52μ_Bであった. About 19% of the normal magnetic component remains, and it is speculated that it will be highly purified.ことによって270emu/g degree of saturation magnetization を実appears できることが明らかになった. (2) High frequency output of 100W can produce α-Fe thin film and the film formation time can be short.ど, Fe_3N's generation and suffocation temperature is 160℃, and its low temperature is 160℃.しかしFe_<16>N_2のGenerationは见られず、スパッタ FilmはDenseなためにFe_<16>N_2のGenerationが hinderされているとtestえた.そこで鉄カルボニルをinterface live cutting をえたオクチルエーテル中でThermolysisし, られたα-Fe microparticles をquartz base The possibility of the production of Fe_<16>N_2 is high, and the fine particle dispersion film of the board is suffocated. (3)Al チップをdispersed したFe ターゲットを suffocation element atmosphere 囲気中にて高frequency スパッタして got られるAl_<1-x>Fe_xN(x= 0.69) The thin film can be obtained by dispersing the α-Fe microparticles in the hydration stream at 400°C in the water. The film's room temperature resistance is 0.82%, and the 77K temperature resistance is 2.16%. The magnetic resistance effect is shown.

项目成果

河合 愉美: "磁気スピントンネル接合に用いる強磁性Fe-Ni薄膜の作製と磁気的性質"粉体および粉末冶金. 50. 648-652 (2003)

Yumi Kawai：“磁性自旋隧道结中使用的铁磁 Fe-Ni 薄膜的制备和磁性能”粉末和粉末冶金。 50. 648-652 (2003)

K.Adhikary: "Substitution effect of (Zr_<1-x>Nb_x)NCl solid solution (0【less than or equal】x【less than or equal】1)"J.Mater.Sci.Lett.. 22. 297-298 (2003)

K.Adhikary：“(Zr_<1-x>Nb_x)NCl固溶体的替代效应(0【小于等于】x【小于等于】1)”J.Mater.Sci.Lett.. 22. 297 -298 (2003)

山田 篤: "低温窒化法によるFe_<16>N_2の合成"粉体および粉末冶金. 49. 701-705 (2002)

Atsushi Yamada：“低温氮化法合成Fe_16>N_2”粉末与粉末冶金。49. 701-705(2002)。

S.Kikkawa: "Nano-hybridization of metal nitrides"Research Trends(印刷中). (2003)

S.Kikkawa：“金属氮化物的纳米杂化”研究趋势（印刷中）（2003 年）。