化学的手法による遷移金属-希土類合金ナノマグネットの開発

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小型通信機器などの高周波デバイスの低消費電力化・ブロードバンド化を磁性体を用いて実現するには、GHz帯域における透磁率が10〜100程度必要とされ、10nm以下の均一粒径ナノマグネットを高充填率で誘電体中に均一分散させることが不可欠となる。これら技術的要件を満たす滋性材料として3d遷移金属およびその希土類系合金材料は高飽和磁化および高磁気異方性を有することから非常に魅力的な材料として期待される。これまで3d遷移金属あるいは希土類金属それぞれのナノ粒子化を実現してきた。本年度、それら合金化を行ったものの、合金組成のばらつきが大きいなど所望の3d遷移金属-希土類合金ナノマグネットを得るまでには新たに解決すべき技術課題が見つかった。また、合金化後の酸化抑制技術のひとつとして、コア粒子の周囲をシリカなど非磁性シェルで覆ったコアーシェル型ナノ粒子の合成技術を構築した。原材料の希薄濃度および長時間合成により、7.5nmコア粒径を有するマグネタイトナノ粒子の周囲に3.0nm、8.0nm、12.0nmまで均一にシェル層厚を変化させたコアーシェル型ハイブリッドナノクラスターの合成に成功した。また、コア粒径によってシェル層の成長様式が大きく異なり、特に、5nm程度の小さい粒径ではその表面におけるシリカの成長が不均一であこことが分かった。これより、コア粒径毎に最適な合成条件が存在することを新たに見出した。