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ハーフメタル型電子構造を有するCo基ホイスラー合金の相安定性及び磁気特性の調査

半金属型电子结构钴基霍斯勒合金的相稳定性及磁性能研究

基本信息

批准号：
11J05578
负责人：
大久保亮成
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

Co_2MnSiを始めとしたCo基ホイスラー合金は、比較的高いキュリー温度を持つと共に、第一原理計算により多くの合金系でハーフメタル磁性体となりうることが予測されていることから磁気抵抗素子の構成相として利用されつつある。しかし合金系によっては必ずしも理論通りの特性が得られるとは限らず、その原因として熱処理中の相分離や規則度の低下が報告されている。本年度は、より優れた特性を有するハーフメタル磁性体の開発を推進するため、Co基ホイスラー合金のB2/L2_1規則-不規則変態(T_t^<L21/B2>)を中心とした相安定性と磁気特性及びT_t^<L21/B2>が及ぼす合金薄膜の相安定性について調査することを目的とした。Co_2CrSi合金のT_t^<L21/B2>は直接測定できないため、Co_2Cr(Ga_<1-x>Si_x)合金を作製して得られたT_t^<L21/B2>の組成依存性から直線外挿することでCo_2CrSi合金の仮想的なT_t^<L21/B2>を得ることが出来た。同様な方法で、Co_2Fe(Ga_<1-x>Si_x)およびCo_2Fe(Al_<1-y>Si_y)合金についても調査を行いT_t^<L21/B2>を得た。これらの結果と先行結果による3元系Co_2YZ合金(Y=Ti,V,Cr,Mn,Fe,Z=Al,Ga,Si,Ge,Sn)合金のT_t^<L21/B2>の結果と併せると、Co_2YAI系のT_t^<L21/B2>はCo_2YGa系合金のT_t^<L21/B2>と比較して全体的に約200K低いだけで、Y元素の種類によるT_t^<L21/B2>の大小関係の傾向が類似していることが明らかになった。またCo_2rSi系合金においてもY=Si,Mn,Feの場合おいて同様な傾向が得られていることからBWG近似が成立するような状況においてはほとんどのY-Zの組み合わせにおいてT_t^<L21/B2>を予測することが可能となった。またCo_2(Ti_<1-x>Fe_x)Ga合金薄膜を作製し時効処理と規則度との関連性について調査した。Co_2(Ti,Fe)Ga合金薄膜において同じ熱処理温度で比較した場合、Tiの濃度が高いほど短い熱処理時間でL21相に規則化することが明らかになった。バルク試料を用いた結果によれば外挿法を用いて決定したT_t^<L21/B2>はTi濃度の増加に伴い高い傾向を示すことが報告されており、合金薄膜試料におけるL2_1相の安定化に対応した結果であるといえる。その結果、薄膜材料の規則度は、バルク試料から見積もられたT_t^<L21/B2>と強い相関を持つことが明らかになった。以上より、本研究でバルク試料に対し外挿法により評価した仮想的なT_t^<L21/B2>は、規則度の高い合金薄膜を得るのに非常に有益な情報であると結論できる。

Co_2MnSi is a Co-based alloy with high temperature and high temperature. First principles calculation is used to predict the composition of magnetic materials. The alloy system must be in the process of heat treatment, and the phase separation and regularity of the alloy system must be reduced. This year, the development of magnetic materials has been promoted due to the excellent properties of Co-based alloys in the B2/L21 regular-irregular state (T_t^<L21/B2>), the central phase stability, magnetic properties and T_t^<L21/B2>, and the phase stability of thin alloy films. T_t^<L21/B2> of Co_2CrSi alloy is directly determined. <1-x>T_t ^<L21/B2> of Co_2Cr(Ga_ Si_x) alloy is prepared. T_t ^<L21/B2> of Co_2CrSi alloy is obtained. In the same way, T_t^<L21/B2> of Co_2Fe(Ga_<1-x>Si_x) and Co_2Fe(Al_<1-y>Si_y) alloys were obtained. 3-element Co_2YZ alloy The T_t ^<L21/B2> results of (Y=Ti,V,Cr,Mn,Fe,Z=Al,Ga,Si,Ge,Sn) alloys are similar to those of Co_2YAI alloys and Co_2YGa alloys at about 200K. Co_2rSi alloys have the same tendency in the case of Y=Si,Mn,Fe. The BWG approximation is established. The Y-Z combination is predicted. Co_2(Ti_<1-x>Fe_x)Ga alloy thin films were prepared by means of an investigation on the relationship between processing time and regularity. Co_2(Ti,Fe)Ga alloy thin films are characterized by high Ti concentration, short heat treatment time, and regularization of L21 phase. The results of the experiment were determined by the external method. The increase of Ti concentration was accompanied by a tendency to increase. The results of the experiment showed that the alloy thin film sample was stabilized by L21 phase. The results show that the regularity of thin film materials is different from that of samples. The results of this study are very useful information for evaluating the regularity of high alloy thin films obtained by the external method.