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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

基本信息

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

项目摘要

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) Chemical method: Synthesis of toxic metal nanoparticles, raw materials of toxic nanoparticles, I BM Corporation has synthesized FePt nanoparticles and ultra-high-density magnetic recording materials that have attracted attention. This study was carried out on the chemical synthesis of low-toxic, less toxic substances, raw materials, and chemical methods of magnetic metal particles. Various kinds of raw materials are used, エチレングリコール reduction method, NaBH_4 reduction method, simultaneous reduction method, then Secondary reduction method test result, in the presence of PVP, CoCl_2 After NaBH_4 has been restored, H_2PtCl_6 has been restored, and NaBH_4 has been added and restored The original method was completed and the Co/Pt binary metal particle synthesis method was successfully completed. The same method is applicable to the synthesis of Fe/Pt based binary metal nanoparticles, and the synthesis of magnetic FePt nanoparticles has been successful. 2) Binary metal particles are synthesized by the method described above. PVP protects Co/Pt binary metal particles. Co/Pt ratio is 1:3. It is a synthetic particle made of spherical particles, observed through electron microscope (TEM), with an average particle diameter of 2.6nm and a standard deviation of 1.3nm. EDXおよびICP AES measurement results, elemental structure and structure are consistent, and high resolution TEM is X-ray analysis and crystallization is done.従って, このmethodでsyntheticしたmetalおノparticlesは,PVPでprotectionされたCoPt_3のalloy おノparticlesであることが明らかとなった. 3) The magnetic properties of CoPt_3 alloy nanoparticles are synthesized by the above-mentioned method and the キャラクタリゼイションしたPVP protection CoPt_3 nanoparticles are synthesized and The status and results of the measurement of the magnetic properties of SQUID used by Iguchi Laboratory are: 1,85K, coercive force, 980Oe, and magnetic susceptibility, 6,6emu/g. After heat treatment at 500℃, the magnetic properties of the particles are adjusted again, and the coercive force is The magnetic susceptibility is reduced, the magnetic susceptibility is reduced, the magnetic susceptibility is increased, and the magnetic susceptibility is increased.従って、This round of synthetic Pt/Co magnetic ナノ particlesは、Hot にも comparative stable structure をとっており、これまでknow られていたものとはdifferent なる新しいstructure のものであるpossibility があり, さらなる検 Discussion がnecessary である. In the future, PVP protects the magnetic particles on the substrate, and the magnetic センサ functional をも明らかにする.