イプシロン型－酸化鉄の磁気特性と電磁波吸収特性に関する研究

イプシロン型-酸化鉄(ε-Fe2O3)をベースとして、磁気特性をはじめとする新しい物性の観測を目指し、本年度は以下に示す研究を行った。ε-Fe2O3は通常、粉末として合成する場合がほとんどであるのに対し、薄膜としての作製に取り組んだ。作製法としては、鉄の水酸化物ナノ粒子の水分散液を調整し、それをシリカマトリックスで覆った。この水分散液を石英基板上にスピンコートし、基盤ごと約1000度で大気下焼成した。その結果、透明なオレンジ色の薄膜が得られた。得られた薄膜について、走査型電子顕微鏡(SEM)により断面を観察したところ、石英基板上に570 ± 10 nmの厚みで膜ができていることがわかった。また、結晶構造を調べるためにX線構造回折(XRD)を測定しリートベルト解析を行ったところ、このパターンはε-Fe2O3単相のものであり、アモルファスのシリカ中にε-Fe2O3ナノ粒子が生成していることが明らかになった。なお、XRDパターンの線幅から、ε-Fe2O3ナノ粒子の平均粒径は約9 nmであると見積もられた。次に、得られた膜の光学特性としてファラデースペクトルを測定した結果、楕円率の外部磁場依存性はヒステリシスを示し、保磁力は約3 kOeであった。一方、磁化測定からもヒステリシスを観測しており、こちらも同様に約3 kOeの保磁力を示した。これらの結果から総合して、今回得られた薄膜は粒径9 nm、保磁力3 kOeのε-Fe2O3がシリカマトリックス中に分散したものであると結論付けることができ、この磁性材料としての特性は、例えば磁気記録媒体としても適していることから、国内外で特許出願を行った。[特願2013-213154、特開2014-224027、PCT/JP2014/061585]

イプシロン型-酸化鉄(ε-Fe2O3)をベースとして、磁気特性をはじめとする新しい物性の観測を目指し、本年度は以下に示す研究を行った。ε-Fe2O3は通常、粉末として合成する場合がほとんどであるのに対し、薄膜としての作製に取り組んだ。作製法としては、鉄の水酸化物ナノ粒子の水分散液を調整し、それをシリカマトリックスで覆った。この水分散液を石英基板上にスピンコートし、基盤ごと約1000度で大気下焼成した。その結果、透明なオレンジ色の薄膜が得られた。得られた薄膜について、走査型電子顕微鏡(SEM)により断面を観察したところ、石英基板上に570 ± 10 nmの厚みで膜ができていることがわかった。また、結晶構造を調べるためにX線構造回折(XRD)を測定しリートベルト解析を行ったところ、このパターンはε-Fe2O3単相のものであり、アモルファスのシリカ中にε-Fe2O3ナノ粒子が生成していることが明らかになった。なお、XRDパターンの線幅から、ε-Fe2O3ナノ粒子の平均粒径は約9 nmであると見積もられた。次に、得られた膜の光学特性としてファラデースペクトルを測定した結果、楕円率の外部磁場依存性はヒステリシスを示し、保磁力は約3 kOeであった。一方、磁化測定からもヒステリシスを観測しており、こちらも同様に約3 kOeの保磁力を示した。これらの結果から総合して、今回得られた薄膜は粒径9 nm、保磁力3 kOeのε-Fe2O3がシリカマトリックス中に分散したものであると結論付けることができ、この磁性材料としての特性は、例えば磁気記録媒体としても適していることから、国内外で特許出願を行った。[特願2013-213154、特開2014-224027、PCT/JP2014/061585]