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

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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。