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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 methods for the synthesis of magnetic metal particles for the production of toxic FePt particles for ultra-high density magnetic recording materials In this paper, the synthesis of magnetic metal particles from raw materials and chemical methods is studied. In the presence of PVP, CoCl_2 and NaBH_4 are reduced, H_2PtCl_6 is introduced, NaBH_4 is added, and the reduction is completed. In the presence of PVP, Co/Pt binary metal particles are synthesized successfully. The same method is applied to the synthesis of Fe/Pt binary metal particles, and the synthesis of magnetic FePt particles is successful. 2)Binary metal particles were synthesized by the method described above. PVP protects Co/Pt binary metal particles. The ratio of Co to Pt is 1:3. The synthesized particles were observed by electron microscopy (TEM). The average particle diameter is 2,6nm. The standard deviation is 1,3nm. EDX and ICP AES determination results, elemental organization, high resolution TEM and X-ray analysis The method of synthesis of CoPt_3 alloy particles by PVP is discussed. 3) The magnetic properties of CoPt3 alloy particles were recorded by the method of synthesis and PVP protection. The magnetic properties of CoPt3 alloy particles were measured by SQUID in wellhead research laboratory. The magnetic properties were 980Oe at 1,85K and the magnetic susceptibility was 6,6emu/g. After heating at 500℃, the magnetic properties of the particles are adjusted again, the magnetic properties are reduced, and the magnetic susceptibility is increased. Pt/Co magnetic particles are thermally stable and the possibility of new structures is necessary. In the future, PVP will protect the magnetic particles on the substrate, and the magnetic particles will be protected.