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方位配向FePt、FePdナノ粒子2次元分散膜の構造と硬質磁性との相関について

取向FePt和FePd纳米颗粒二维分散薄膜的结构与硬磁相关性研究

基本信息

批准号：
13750612
负责人：
佐藤和久
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750612/
关键词：
方位配向 FePt FePd 規則化 L1_0構造硬質磁性高分解能電子顕微鏡ナノ粒子

项目摘要

今年度は粒子サイズと硬質磁性の関係、基板拘束による応力と外部磁場による磁化容易軸(C-軸)配向制御の可能性、長距離規則度の決定の3点を検討した。まず、2nmサイズのFePtナノ粒子においても規則構造は形成されたが、室温で1kOeを超える保磁力を得るためには8nm以上の1粒径が必要であり、高配向・高分散・高保磁力を有するFePtナノ粒子を作製するためには、基板温度673K以上での蒸着と873K以上の温度での規則化熱処理が必要であることが判明した。単結晶基板の拘束によりFePtナノ粒子は<001>FePt||<001>NaCl,{001}FePt||{001}NaClの方位関係でエピタキシャル成長し、生成する規則相が正方晶であることからその磁化容易軸であるc-軸には空間的に3通りの配向が存在する(FePdにおいても同様)。そこで蒸着後に基板を溶解除去した試料とナノ粒子を基板上に担持したままの試料について熱処理を行い規則相粒子の粒配向を調べた結果、両者で顕著な差異は認められなかった。FePt, FePdナノ粒子ともに基板拘束力は蒸着時の結晶成長初期過程で粒配向に影響するが、その後の熱処理過程での粒配向変化にはほとんど影響が無いといえる。規則化過程に及ぼす外部磁場の効果を検討したところ、磁場印加のもとで693Kにて8h熱処理して規則化させた試料においてc-軸がほぼ膜面垂直方向に配向していることが判明した。よって磁場中熱処理はFePtナノ粒子の磁化容易軸配向制御に有効であるといえるが熱処理温度が磁気転移温度以下に制限されるため、より短時間の熱処理で十分に規則化させ高保磁力を得る方法を検討する必要がある。電子回折とマルチスライスシミュレーションによりナノ粒子の長距離規則度測定(S)を行った結果、室温で3-5kOeの保磁力を示すFePt, FePdナノ粒子においてそれぞれ約S=0.5,0.8という値を得た。

The relationship between particle size and hard magnetism, substrate binding force, external magnetic field, magnetization easy axis (C-axis) alignment control possibility, and determination of long-distance regularity are discussed. It was found that the regular structure of FePt particles with a particle size of 8nm or more was necessary for the formation of FePt particles with a particle size of 1kOe or more at room temperature, and that the regular heat treatment was necessary for the formation of FePt particles with a particle size of 8nm or more at a substrate temperature of 673K or more and a temperature of 873K or more. Single crystal substrate binding FePt particles <001>FePt||<001>NaCl,{001}FePt|| {001}NaCl orientation relationship: growth, formation, regular phase, square crystal, magnetization easy axis, c-axis, spatial alignment, existence (FePd). After evaporation, the substrate is dissolved and removed, and the sample is supported on the substrate. After heat treatment, the particle alignment of the regular phase particles is adjusted. The difference is recognized. FePt, FePd particles and substrate binding forces are affected by particle alignment during evaporation and initial crystallization, and by particle alignment during subsequent heat treatment. Regularization process and effect of external magnetic field were investigated. Heat treatment at 693K for 8 h was used to determine the alignment of the c-axis and the vertical direction of the film surface. Heat treatment in a magnetic field facilitates axial alignment control of FePt particles magnetization. Heat treatment temperature is limited to magnetic shift temperature. Heat treatment for a short time is highly regularized. The results of measurement of long-distance regularity of FePt and FePd particles at room temperature of 3-5kOe were obtained.