高保磁力を有する金属酸化物ナノ磁性微粒子の化学的合成

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ε型酸化鉄は,酸化鉄の中でも過去の報告が極めて稀な相であるが,当研究室によりこの相の単相が初めて合成されている.この材料は,室温における巨大保磁力ゆえに学問的に重要であるだけでなく,コストの低い酸化鉄であることもあり応用面からも注目されている.本研究では,ε型酸化鉄ナノワイヤの合成プロセスを理解するために,その合成プロセスにおける生成物を小角X線散乱(SAXS),透過型電子顕微鏡(TEM),X線回折(XRD)により分析した。その結果,Baのナノロッド側面への吸着が結晶軸のa軸方向への異方的な成長を促していることがTEM-EDXの結果から示唆された.Baの濃度を調整したことにより,最長で1.5μmに達するε型酸化鉄ナノワイヤの合成に成功した.これはナノワイヤ型のε型酸化鉄が得られた初めての例である.またε型酸化鉄ナノロッドの配向体の作製方法とその磁気特性について報告した.外部磁場中でのゾルゲル反応により,シリカマトリックスにより被覆されたε型酸化鉄ナノロッド配向体を得た.配向体におけるXRD測定およびTEM観察から,ε型酸化鉄ナノロッドの長軸に相当するa軸が,印加磁場方向に配向していることが示された.この配向体における保磁力は23.4kOeにまで達し,酸化物磁性体における最大の保磁力の値を更新した.磁気ヒステリシス曲線の形状は一軸異方性における磁化回転過程を考慮したシミュレーションによって理解された.