硬質磁性を示す方位配向FePt、FePdナノ粒子の規則化・配向支配因子の解明

阐明表现出硬磁性的定向 FePt 和 FePd 纳米粒子的有序和取向控制因素

基本信息

批准号：
15760490
负责人：
佐藤和久
金额：
$ 2.37万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

平均粒径11nm、粒径分散lnσ=0.2を有する方位配向L1_0型FePdナノ粒子2次元分散膜の長範囲規則度を制限視野電子回折法と回折強度計算とを用いて測定した。試料厚さは電子線ホログラフィーにより測定し、平均厚さ7.8nmを得た。回折強度解析から得られた規則度は加速電圧300kVにて0.79、1MVにて0.82であった。合金組成はFe-58at%Pdであった。一方、実測の回折強度比をもとに規則度の試料厚さ依存性を計算したところ、300kV、1MVともに試料厚さとともに規則度が低下する傾向を得た。同一試料による強度解析であるため、これら曲線の交点は固有の規則度と試料厚さを同時に与える。この手法を用いて測定した規則度と試料厚さは0.84、7.6nmであり、前述の電子線ホログラムによる厚さ測定をもとにした回折強度解析結果と非常に良い一致を示した。続いて、ナノビーム電子回折法と回折強度計算を用いて、個々のL1_0型FePdナノ粒子における規則度を測定し、その粒径依存性を調べた。その結果、粒径8nm以上のナノ粒子ではその規則度は平均規則度0.79近傍に分布していたが、8nm以下の場合、規則度が0.60-0.73に減少することが判明した。これは粒径減少に伴う粒子比表面積の増大によると考えられる。本実験から、L1_0型ナノ粒子における規則度の粒径依存性を明らかにすることができた。一方、上記FePdナノ粒子に10at%程度のCuを添加することにより、L1_0型規則相形成温度が約50K低下するとともに、非常に著しい垂直磁気異方性が発現することが明らかとなった。暗視野像観察の結果、65%程度のナノ粒子においてc軸の垂直配向が観察され、微量のCu添加により磁化容易軸の配向制御が可能であることを示した。

使用受限的场电子衍射方法和衍射强度计算，测量了面向方向的L1_0型FEPD纳米颗粒的二维分散膜的长度范围顺序。通过电子束全息图测量样品厚度，以获得7.8 nm的平均厚度。从衍射强度分析获得的规律性为0.79，在300 kV的加速电压下为0.82，在1MV时为0.82。合金组成为Fe-58AT％PD。另一方面，当计算规律性的样品厚度对测得的衍射强度比的依赖性时，发现规则性倾向于300 kV和1 mV的样品厚度降低。由于强度分析是使用相同样品进行的，因此这些曲线的交集同时给出了固有的规律性和样本厚度。使用该技术测量的规律性和样品厚度为0.84和7.6 nm，这与上述衍射强度分析基于使用电子束全息图的厚度测量结果非常好。随后，使用纳米氨基电子衍射和衍射强度计算测量单个L1_0型FEPD纳米颗粒的顺序，并检查了粒径依赖性。结果，发现粒径为8 nm或更多的纳米颗粒的规律性分布在平均规律性为0.79的平均定期范围内，但是当规则性低于8 nm时，规律性为0.60-0.73。这被认为是由于粒径减小而导致的特定粒子表面积增加。该实验揭示了L1_0型纳米颗粒中阶级水平的粒径依赖性。另一方面，已经发现，通过将约10％的Cu添加到FEPD纳米颗粒中，L1_0型有序相的形成温度降低了约50K，并且发生了极大的垂直磁各向异性。由于黑场观察，观察到约65％的纳米颗粒的垂直方向，表明可以通过添加少量Cu来控制易于磁化轴的方向。