金属ナノ粒子よりなる超薄磁気センサフィルムの合成とキャラクタリゼイション

金属纳米粒子超薄磁传感器薄膜的合成与表征

• 批准号: 02F00385
• 负责人: 戸嶋 直樹
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tokyo University of Science, Yamaguchi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00385/
• 关键词: ナノ粒子; 二元金属ナノ粒子; 磁性ナノ粒子; 高密度磁気記録; ポリビニルピロリドン; CoPt; FePt; 保磁力; 2元金属ナノ粒子; 高密度記録; 磁気記録; PVP

1)化学的方法による磁性金属ナノ粒子の合成有毒な鉄カルボニルを原料として、IBM社が合成したFePtナノ粒子が超高密度磁気記録材料として注目されている。本研究では、毒性の少ない物質を原料とし化学的方法での磁性金属ナノ粒子の合成を検討した。種々の原料を用い、エチレングリコール還元法やNaBH_4還元法、同時還元法、遂次還元法などを試みた結果、ポリビニルピロリドン(PVP)の存在下、CoCl_2をNaBH_4で還元後、H_2PtCl_6を入れ、さらにNaBH_4を添加して還元を完了させるという方法で、Co/Pt二元金属ナノ粒子を合成することに成功した。同様の方法をFe/Pt系二元金属ナノ粒子の合成にも適用し、磁性FePtナノ粒子の合成に成功しつつある。2)二元金属ナノ粒子のキャラクタリゼイション上記の方法で合成したPVP保護Co/Pt二元金属ナノ粒子で、CoとPtの仕込み比を1:3にして合成したものは、透過電子顕微鏡(TEM)観察で、平均粒子径2,6nm、標準偏差1,3nm球形のナノ粒子であることが明らかとなった。EDXおよびICP AES測定の結果、元素組織も仕込み組織に一致し、さらに、高分解能TEMやX線解析でも単一の結晶であることが分った。従って、この方法で合成した金属ナノ粒子は、PVPで保護されたCoPt_3の合金ナノ粒子であることが明らかとなった。3)CoPt_3合金ナノ粒子の磁気特性上記の方法で合成し、キャラクタリゼイションしたPVP保護CoPt_3ナノ粒子をそのままの状態で、井口研究室のSQUIDを用いて磁気特性を測定した結果、1,85Kで保磁力が980Oe、磁化率が6,6emu/gであった。この粒子を500℃で加熱処理後、磁気特性を再度調べたところ、保磁力は少し減少し、磁化率は少し増加したが、大きな変化は見られなかった。従って、今回合成したPt/Co磁性ナノ粒子は、熱的にも比較的安定な構造をとっており、これまで知られていたものとは異なる新しい構造のものである可能性があり、さらなる検討が必要である。今後このPVP保護磁性ナノ粒子を基板上にキャストし、磁気センサ機能をも明らかにする。

1) the method of chemical に よ る magnetic metal ナ ノ particle の synthetic toxic な iron objects カ ル ボ ニ ル を materials と し て, IBM club が synthetic し た FePt ナ ノ が ultra high density magnetic particles 気 recording materials と し て attention さ れ て い る. This study explores the methods of を chemistry of を raw materials of <s:1> less toxic <s:1> な cue substances と, で magnetic metal ナノ particle <e:1> synthesis を検 to investigate た. Kind of 々 の を い, raw material エ チ レ ン グ リ コ ー ル element method also や NaBH_4 also yuan method, at the same time also, hence time also yuan な ど を try み た results, ポ リ ビ ニ ル ピ ロ リ ド ン (PVP), in the presence of の CoCl_2 を NaBH_4 で after yuan, H_2PtCl_6 を into れ, さ ら に NaBH_4 を add し て を also yuan The させると させると う method で and the Co/Pt binary metal ナノ particle を synthesis する する とに とに have been successfully completed. Youdaoplaceholder7 た With others in の way を Fe/Pt binary metallic ナ ノ particle の synthetic に も applicable し, magnetic FePt ナ ノ particle の synthetic に successful し つ つ あ る. 2) binary metallic ナ ノ particle の キ ャ ラ ク タ リ ゼ イ シ ョ ン written の way で synthetic し た PVP protection Co/Pt binary metallic ナ ノ particle で, Co と Pt の shi 込 み than を 1:3 に し て synthetic し た も の は, through electronic 顕 micro mirror (TEM) 観 examine で 2, 6 nm, standard deviation, the average particle diameter 1, 3 nm spherical の ナ ノ particles Youdaoplaceholder0 である とが Ming ら となった となった. EDX お よ び ICP AES determination の results, elements, organization も shi 込 み organization に consistent し, さ ら に, high resolution TEM や X-ray analytical で も 単 a の crystals で あ る こ と が points っ た. 従 っ て, こ の way で synthetic し た metal ナ は ノ particles, PVP で protection さ れ た CoPt_3 の alloy ナ ノ particle で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. 3) CoPt_3 alloy ナ ノ の magnetic particles 気 feature written の way で synthetic し, キ ャ ラ ク タ リ ゼ イ シ ョ ン し た PVP protection CoPt_3 ナ ノ particle を そ の ま ま の state で SQUID, wellhead laboratory の を with い て magnetic 気 を determined し た results, 1 K で confirmed 30 magnetic が 980 oe, magnetic susceptibility, が emu /gであった. こ の particle を 500 ℃ after 処 で heating principle, magnetic 気 を again adjustable べ た と こ ろ, magnetic は reduce し し, magnetic susceptibility は し raised less し た が, big き な variations change は see ら れ な か っ た. 従 っ て, this round as し た Pt/Co magnetic ナ ノ particles は, thermal に も comparative stable な structure を と っ て お り, こ れ ま で know ら れ て い た も の と は different な る new し い tectonic の も の で あ る possibility が あ り, さ ら な る beg が 検 necessary で あ る. In the future, <s:1> PVP will protect the magnetic ナノ particle を substrate, and the にキャスト <s:1> and magnetic gas セ <s:1> サ サ functions を will be を visible ら にする にする.

项目成果

N.Toshima: "Recent Progress in Application of Ligand-Stabilized Metal Nanoclusters"Macromol.Symp.. 204. 219-226 (2003)

N.Toshima：“配体稳定金属纳米团簇应用的最新进展”Macromol.Symp.. 204. 219-226 (2003)

N.Toshima(分担執筆): "Nanoscale Materials"Kluwer Pub.. 514 (2003)

N. Toshima（贡献者）：“纳米级材料”Kluwer Pub.. 514 (2003)

戸嶋直樹: "金属ナノ粒子の合成と構造制御"Material Stage. 3(11). 1-6 (2004)

Naoki Toshima：“金属纳米粒子的合成和结构控制”Material Stage 3(11)。

N.Toshima(分担執筆): "Asia Nano 2002"World Scientific Publishing Co., Pte.Ltd.. 757 (2003)

N.Toshima（撰稿人）：“Asia Nano 2002”World Scientific Publishing Co, Pte. Ltd.. 757 (2003)