高密度高配向粒子構造を有する各種フェライト磁性薄膜の作製と磁気的性質

高密度、高取向晶粒结构的各种铁氧体磁性薄膜的制备及磁性能

• 批准号: 02650568
• 负责人: 土谷 敏雄
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 1991
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650568/
• 关键词: ゾルゲル法; スピネル型フェライト; NiFe_2O_4薄膜; CoFe_2O_4薄膜; MgFe_2O_4薄膜; Li_<0.5>Fe_<2.5>O_4薄膜; 磁気的性質

現在,薄膜の作製方法は,真空蒸着法,スパッタリング法,CVD法等が用いられるが,大型試料の作製,組成の制御等に難点が見られる。これらの方法にくらべ,ゾルゲル法からのディップコ-ティング法は,均一な溶液に基板を浸漬し,引き上げ,乾操,熱処理するという非常に簡便な膜合成法で,各種の電気的,光学的,機械的な機能性薄膜が得られているが,磁気的性質を付与した膜はほとんど報告されていない。本研究はディップコ-ティング法を用い,スピネル型フェライト(NiFe_2O_4,CoFe_2O_4,MgFe_2O_4,Li_<0.5>Fe_<2.5>O_4)結晶を含む薄膜を作製し,最適作製条件及び得られた薄膜の磁気的性質を検討した。各種金属の硝酸塩を上記組成に応じて秤取し、溶媒の水,グリセロ-ル,ホルムアミドを加え攪拌し,原料を溶解させ均一なコ-ティング溶液を得た。この溶液に表面のきれいな透明石英ガラス基板を浸漬し,約0.2cm/secの速度で引き上げて膜を付けた。これを80ﾟCで2時間,引き続き0.5ﾟC/minの速度で200ﾟCまで昇温し,種々の温度で2時間熱処理して各種スピネル型フェライト薄膜を得た。これら作製した薄膜について,薄膜X線法による結晶化条件及び磁気的性質の検討を行った。その結果,Ni,Co,Mg,Liの各フェライト共に400ﾟC,2時間という非常に低温の熱処理でスピネル型フェライトが得られた。磁気的性質の測定やら各種薄膜の保磁力と飽和磁化は,NiFe_2O_4が140(Oe),196(emu/cc),CoFe_2O_4が810(Oe),557(emu/cc),MgFe_2O_4が75(Oe),277(emu/cc),Li_<0.5>Fe_<2.5>O_4が170(Oe),719(emu/cc)という非常に良好な値が得られた。以上から1)原料は硝酸塩,溶媒はグリセロ-ルを用いて,均一な薄膜を容易に作製できた。2)スピネル型フェライトの結晶化は400ﾟCで始まり,熱処理温度の上昇と共に結晶性が向上した。3)保磁力は熱処理温度の上昇と共に増加し,600〜700ﾟCで最大値をとり,その後減少した。一方,飽和磁化,残留磁化の解析結果から低温での熱処理で磁性体が単磁性構造をとると考えられた。

At present, thin film manufacturing methods are vacuum evaporation method, chemical vapor deposition method,CVD method, etc., and large sample manufacturing, composition control and other difficulties are encountered. This method is very simple, such as uniform solution, immersion of substrate, drying, heat treatment, etc. Film synthesis method is very simple, and various electrical, optical, mechanical and functional films are obtained, and magnetic properties are reported. In this paper, the optimum conditions for the preparation of crystalline thin films (NiFe_2O_4, CoFe_2O_4, MgFe_2O_4, Li_<0.5>Fe_<2.5>O_4) and the magnetic properties of the thin films were investigated. All kinds of metal nitrate are recorded in the composition, solvent and water, and the raw materials are dissolved and mixed uniformly. The solution was immersed in the transparent quartz substrate at a speed of about 0.2 cm/sec. For 80 ° C for 2 hours, heat treatment at a rate of 0.5 ° C/min at a temperature of 200 ° C for 2 hours at a temperature of 200 ° C to produce various types of thin films. The crystallization conditions and magnetic properties of thin films prepared by X-ray method were discussed. As a result,Ni,Co,Mg,Li and their respective heat treatment parameters were 400 ° C,2 ° C and 2 ° C respectively. NiFe_2O_4 = 140(Oe), 196 (emu/cc), CoFe_2O_4 = 810(Oe), 557 (emu/cc), MgFe_2O_4 = 75(Oe), 277 (emu/cc),Li_<0.5>Fe_<2.5>O_4 = 170(Oe), 719 (emu/cc) and so on. 1) The raw material is nitric acid, and the solvent is used to prepare uniform films. 2) Crystallization of heat treatment temperature increases from 400 ℃ to 400 ℃, and crystallization increases from 400 ℃ to 400 ℃. 3)The temperature of heat treatment in Baozhou increases, the maximum value is 600 ~ 700 ° C, and then decreases. On the one hand, saturation magnetization, residual magnetization analysis results from heat treatment at low temperatures, magnetic materials, magnetic structures, etc.

项目成果

T.Tsuchiya,H.Yamashiro T.Sei: "Preparation of Spinel Type Ferrite Thin Films by DipーCoating Process and Magnetic Properties" J.Materials Science.

T.Tsuchiya、H.Yamashiro T.Sei：“通过浸涂工艺制备尖晶石型铁氧体薄膜和磁性”J.Materials Science。