LB法による有機磁性薄膜の作製並びに基礎物性に関する研究

本研究は,これまでにない新しい薄膜,素子を生成できる可能性を秘めたLB法による有機磁性薄膜を作製する事を目的として、以下に示す方法で研究を行ってきた。1.作製条件の検討…3d遷移金属イオンのステアリン酸塩LB膜を作製するため,下層展開水のpH,イオン濃度について詳細に検討した.塩の形成はフリエ変換赤外吸収スペクトルで確認した.Feイオンは水中で容易に酸化され,ゲル化,沈殿を生じるため,蓄積できる条件範囲は非常に狭く,pH=5.8,イオン濃度が3×10^<-5>Mで作製できることが明らかにした.その他のイオンについてはより広い条件範囲で累積できることがわかった.2.基礎物性の検討…小角X線解析の結果より,Fe,Co,Niのステアリン酸LB膜では膜内の分子が垂直に,またMnに関しては約10^o傾いた配向をし,層間が約50A^^oの高度な周期構造を持っていることが確認された.ESRスペクトルの印加磁界方向依存性より膜内の磁性イオンの配列は二次元的であることがわかった.膜の磁気特性はSQUIDで調べ,いずれも4.5Kで常磁性であった.帯磁率の温度依存性はCurei-Weiss的でありここから漸近キュリー温度を求め,イオン間の相互作用を考察した.これらの中でNiの膜のみが強磁性的な相互作用を有し、カルボン酸中の酸素イオンを介した金属-金属間の超交換相互作用で系統的に説明された.3.系統的な組成依存性の検討…2に示したMn,Fe,Co,Niに加え,Crについて検討した.Crは3価イオンであるため膜が硬くなり,通常の条件では累積が困難である.本研究では膜に柔軟性を与える働きのあるコレステロールを膜中に混ぜて累積することを試みた.ステアリン酸分子に対して10モル%コレステロールを混ぜることで配向性の良い膜が累積できることが新たに見つかった.今後この膜についての磁気特性を検討する予定である.

本研究は,これまでにない新しい薄膜,素子を生成できる可能性を秘めたLB法による有機磁性薄膜を作製する事を目的として、以下に示す方法で研究を行ってきた。1.作製条件の検討…3d遷移金属イオンのステアリン酸塩LB膜を作製するため,下層展開水のpH,イオン濃度について詳細に検討した.塩の形成はフリエ変換赤外吸収スペクトルで確認した.Feイオンは水中で容易に酸化され,ゲル化,沈殿を生じるため,蓄積できる条件範囲は非常に狭く,pH=5.8,イオン濃度が3×10^<-5>Mで作製できることが明らかにした.その他のイオンについてはより広い条件範囲で累積できることがわかった.2.基礎物性の検討…小角X線解析の結果より,Fe,Co,Niのステアリン酸LB膜では膜内の分子が垂直に,またMnに関しては約10^o傾いた配向をし,層間が約50A^^oの高度な周期構造を持っていることが確認された.ESRスペクトルの印加磁界方向依存性より膜内の磁性イオンの配列は二次元的であることがわかった.膜の磁気特性はSQUIDで調べ,いずれも4.5Kで常磁性であった.帯磁率の温度依存性はCurei-Weiss的でありここから漸近キュリー温度を求め,イオン間の相互作用を考察した.これらの中でNiの膜のみが強磁性的な相互作用を有し、カルボン酸中の酸素イオンを介した金属-金属間の超交換相互作用で系統的に説明された.3.系統的な組成依存性の検討…2に示したMn,Fe,Co,Niに加え,Crについて検討した.Crは3価イオンであるため膜が硬くなり,通常の条件では累積が困難である.本研究では膜に柔軟性を与える働きのあるコレステロールを膜中に混ぜて累積することを試みた.ステアリン酸分子に対して10モル%コレステロールを混ぜることで配向性の良い膜が累積できることが新たに見つかった.今後この膜についての磁気特性を検討する予定である.