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

• 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

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。

Our は particle サ イ ズ と hard magnetic の masato, substrate limited に よ る 応 force と external magnetic field に よ る magnetized easily shaft alignment system (C - axis) royal の possibility at 3 o 'clock, long distance rule の decided の を beg し 検 た. ま ず, 2 nm サ イ ズ の FePt ナ ノ particle に お い て も は rules structure formation さ れ た が, 1 room temperature で koe を super え る magnetic を too bao る た め に は more than 8 nm の 1 size が necessary で あ り, high match to, high dispersion, high magnetic を have す る FePt ナ ノ particle を cropping す る た め に は, substrate temperature above 673 k で の steamed Youdaoplaceholder0 temperatures above 873K <s:1> regular heat treatment が necessary である である とが とが to determine た. 単 crystal substrate の constraint に よ り FePt ナ ノ particle は < 001 > FePt | | < 001 > NaCl, {001} FePt | | the {001} NaCl masato is の azimuth で エ ピ タ キ シ ャ ル し growth, generate す が る rules tetragonal で あ る こ と か ら そ の easy magnetization axis で あ る c - axis に は space に 3 tong り の There is する to が (like FePdにお て て). そ こ で に substrate を dissolved out after steamed し た sample と ナ ノ particle を substrate に bear hold し た ま ま の sample に つ い て hot line 処 reason を い rules phase particles to を の grain with adjustable べ た results, struck で 顕 な difference between は recognize め ら れ な か っ た. FePt, FePd ナ ノ particle と も に substrate binding は when steamed の で grain match to に crystal growth in the early process す る が, そ の の after hot 処 で during processing の grain match towards the variations に は ほ と ん ど affect the が い と い え る. Regularization process に and ぼ す external magnetic field could promote behavior fruit を の beg し 検 た と こ ろ, magnetic field Inca の も と で 693 k に て 8 h heat 処 Richard し て regularization さ せ た sample に お い て c - axis が ほ ぼ に match to the membrane surface vertical direction し て い る こ と が.at し た. よ っ て magnetic field of thermal 処 は FePt ナ の ノ particles magnetized easily shaft alignment system royal に have sharper で あ る と い え る が 処 manage が temperature magnetic 気 planning move under temperature limitations に さ れ る た め, よ り short time heat の 処 で very に regularization さ せ hi-fi magnetic を method る を beg す 検 る necessary が あ る. Electronic inflexion と マ ル チ ス ラ イ ス シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り ナ ノ particle の long rule (S) to measure line を っ た results, room temperature で 3-5 koe の protect magnetic を す in FePt, FePd ナ ノ particle に お い て そ れ ぞ れ about S = 0.5, 0.8 と い う numerical を た.

项目成果

佐藤和久, 弘津禎彦: "強磁性規則合金ナノ粒子2次元分散膜の創製と機能"マテリアルインテグレーション. 17(1). 13-17 (2001)

Kazuhisa Sato，Yoshihiko Hirotsu：“铁磁有序合金纳米粒子的二维分散膜的创建和功能”材料集成17(1)。

Y.Hirotsu, K.Sato, B.Bian: "Oriented hard magnetic L1_0-FePt and FePd nanoparticles"Proceedings of the 15^<th> international Congress on Electron Microscopy (ICEM15, Durban, South Africa). 1. 285-286 (2002)

Y.Hirotsu、K.Sato、B.Bian：“定向硬磁 L1_0-FePt 和 FePd 纳米颗粒”第 15 届国际电子显微镜大会（ICEM15，南非德班）会议记录。

K.Sato, B.Bian, Y Hirotsu: "L1_0 Type Ordered Phase Formation in Fe-Au Nanoparticles"Japanese Journal of Applied Physics. 41(1A/B). L1-L3 (2002)

K.Sato、B.Bian、Y Hirotsu：“Fe-Au 纳米颗粒中的 L1_0 型有序相形成”日本应用物理学杂志。

K.Sato, B.Bian, Y.hirotsu: "L1_0 Type Ordered Phase Formation in Fe-Au Nanoparticles"Jpn.J.Appl.Phys.. 41(1A/B). L1-L3 (2001)

K.Sato、B.Bian、Y.hirotsu：“Fe-Au 纳米颗粒中 L1_0 型有序相的形成”Jpn.J.Appl.Phys.. 41(1A/B)。

佐藤和久, 下波, 弘津禎彦: "方位配向FePtナノ粒子2次元分散膜の構造と磁気的性質"日本金属学会会報まてりあ. 40(2). 172-177 (2001)

Kazuhisa Sato、Shimonami 和 Yoshihiko Hirotsu：“定向 FePt 纳米粒子的二维分散薄膜的结构和磁性”日本金属材料研究所通报 40(2) (2001)。