ナノ複合アモルファス及び人工結晶薄膜の作製と物性

本研究では、アモルファス及び人工結晶(非平衡結晶相)のような非平衡機能物質に対して、種々の物質をナノオ-ダ-で分散・複合化を行うことにより単純な複合則では説明出来ないような新しい物性の発現の可能性を探ると同時に新電気・磁気複合材料としての可能性を調べることを目的としている。今年度は軟磁性材料の典型例としてNiーFe系複合膜を、金属超伝導体の典型例としてPb系複合膜を取り上げ、種々の物質との複合化を図り、その特異な構造と物性との関係を系統的に調べたところ、以下のことが判明した。1.粒子分散型軟磁性材料 NiーFeーXーY系(X=Mo,Hf Y=Si_3N_4,BN,SiC,B_4C)磁気記録の高密度化や機器の小型化に伴い高周波における優れた軟磁気特性が求められている。これを解決する手段として磁性体の高抵抗化による渦電流損の低減や磁区の細分化が考えられる。そこで本研究ではパ-マロイをベ-スとして絶縁物を微量添加し高抵抗化を図った。その際に最適マトリックス(NiーFeーMo)或は新しいマトリックス(NiーFeーHf)も併せて探査した。その結果膜構造は20nm程度の超微細粒からなるfccマトリックスにさらにSi_3N_4等が超微細分散した複合組織であること、抵抗率はSi_3N_4を8at%添加することにより0.55μΩm程度まで増加するが過剰な分散粒子は磁気特性を劣化させること、Ni_<81>Fe_<13>Mo_6にたいして3〜5at%のSi_3N_4を添加することにより実効透磁率は極大値を取り最大で約5300(1MHz)まで向上すること等が判明した。2.グラニュラ-超伝導体 PbーX系 X=SiO_2,Si,Ge,AlPbは比較的低融点であることから種々のマトリックスに対してナノオ-ダ-で分散し易くまた超伝導転移温度も金属系としては比較的高いために、種々のPb基複合膜の構造と電気的性質・超伝導特性の対応を系統的に行えた。また、その際のPb粒子は超微粒子状に分散しており、融点や凝固点の著しい低下も認められた。

本研究では、アモルファス及び人工結晶(非平衡結晶相)のような非平衡機能物質に対して、種々の物質をナノオ-ダ-で分散・複合化を行うことにより単純な複合則では説明出来ないような新しい物性の発現の可能性を探ると同時に新電気・磁気複合材料としての可能性を調べることを目的としている。今年度は軟磁性材料の典型例としてNiーFe系複合膜を、金属超伝導体の典型例としてPb系複合膜を取り上げ、種々の物質との複合化を図り、その特異な構造と物性との関係を系統的に調べたところ、以下のことが判明した。1.粒子分散型軟磁性材料 NiーFeーXーY系(X=Mo,Hf Y=Si_3N_4,BN,SiC,B_4C)磁気記録の高密度化や機器の小型化に伴い高周波における優れた軟磁気特性が求められている。これを解決する手段として磁性体の高抵抗化による渦電流損の低減や磁区の細分化が考えられる。そこで本研究ではパ-マロイをベ-スとして絶縁物を微量添加し高抵抗化を図った。その際に最適マトリックス(NiーFeーMo)或は新しいマトリックス(NiーFeーHf)も併せて探査した。その結果膜構造は20nm程度の超微細粒からなるfccマトリックスにさらにSi_3N_4等が超微細分散した複合組織であること、抵抗率はSi_3N_4を8at%添加することにより0.55μΩm程度まで増加するが過剰な分散粒子は磁気特性を劣化させること、Ni_<81>Fe_<13>Mo_6にたいして3〜5at%のSi_3N_4を添加することにより実効透磁率は極大値を取り最大で約5300(1MHz)まで向上すること等が判明した。2.グラニュラ-超伝導体 PbーX系 X=SiO_2,Si,Ge,AlPbは比較的低融点であることから種々のマトリックスに対してナノオ-ダ-で分散し易くまた超伝導転移温度も金属系としては比較的高いために、種々のPb基複合膜の構造と電気的性質・超伝導特性の対応を系統的に行えた。また、その際のPb粒子は超微粒子状に分散しており、融点や凝固点の著しい低下も認められた。