イオン注入法を用いた酸化鉄還元による磁気的傾斜機能材料

离子注入法还原氧化铁制备磁梯度功能材料

• 批准号: 05750627
• 负责人: 渡辺 義見
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750627/
• 关键词: 傾斜機能材料; 磁性; イオン注入; 還元反応; ヘマタイト; マグネタイト; 結晶学的方位関係; 水素

酸化鉄であるヘマタイト相に水素イオンを注入すると、ヘマタイト→マグネタイト還元反応の生じることが予想される。ここで、注入した水素イオンは厚さ方向にミクロン程度の分布を示す。ところで、ヘマタイト相は室温で反強磁性であるのに対して、マグネタイト相はフェリ磁性である。したがって、ヘマタイト試料へ水素イオンを注入すると、ミクロン程度の磁気的傾斜を示すはずである。本研究では、磁気的傾斜機能材料開発の基礎的研究として、ヘマタイト試料中へ水素イオンを注入し、マグネタイト相が形成するかを調べた。また、ヘマタイト相とマグネタイト相との結晶学的方位関係をもとに、微視的還元機構に関しても検討した。電子顕微鏡観察用に加工したヘマタイト試料中へ、加速電圧50keVで水素イオンを注入した。水素イオン注入前後の試料の組織変化を電子顕微鏡により観察した。イオン注入前の試料はヘマタイト一相であるが、イオン注入後の試料では、ヘマタイト相とマグネタイト相とが同時に存在している。このことより、水素イオン注入により還元反応の生じることがわかった。また、電子線回折図形より、ヘマタイト相とマグネタイト相との間には、(0001)hem//(111)mag、[1010]hem//[110]magなる結晶学的方位関係のあることもわかった。この結晶学的方位関係をもとに、ヘマタイト→マグネタイト還元反応は1.注入した水素イオンがヘマタイト相の{0001}面に配位し、2.{0001}hem面の結合力が弱まり、酸素の2層に1層のずれによる再積層が発生し、体積膨張が生じ、3.ミスフィット歪を最小とするため、ヘマタイト相と再積層したヘマタイト相との界面において30度の回転が発生し、4.注入水素イオンと再積層したヘマタイト格子の酸素イオンとが反応し、還元反応が生じ、5.鉄イオンの再配列することにより進行するものと考察した。

Acidification of iron is a major problem. The distribution of the degree of water injection in the thickness direction is shown. The antiferromagnetic phase at room temperature For example, if the sample is injected with water, the degree of magnetic inclination is indicated. This study is a fundamental study on the development of magnetic tilt functional materials. It is aimed at adjusting the injection and formation of water elements in the sample. The relationship between crystal structure and Weishi app is discussed. Electron microscopy is used to process and accelerate the injection of water at 50keV. The microstructure of the sample before and after the injection of water was observed by electron microscopy. Before injection, the sample is in phase. The water element is injected into the water element and the water element is injected into the water element. (0001) hem//(111)mag,[1010] hem//[110] mag,[1010] crystallographic orientation relationship. The crystallographic orientation relationship is: 1. The crystallographic orientation relationship is: 1. The crystallographic orientation relationship is: 2. {0001} The bonding force of the hem surface is weak, the second layer of the acid layer is formed, the volume expansion is formed, the third layer of the acid layer is formed, the third layer of the acid layer is formed, the fourth layer of the acid layer is formed, the fourth layer of the acid layer is formed 5. The re-arrangement of iron and steel shall be investigated.