Pioneering development of electromagnetic functions in high entropy alloys

高熵合金电磁功能的开创性发展

基本信息

批准号：
21K18180
负责人：
高梨弘毅
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency (2022)Tohoku University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度は、昨年度に引き続きキュリー温度が室温よりも高いことが期待される強磁性FeNiCoCuPd合金材料に着目し、バルク材料と薄膜材料の研究を実施した。バルク材料の研究では前年度に作製した試料を用いて、SEM観察による微細組織観察を行った。多結晶FeNiCoCuPd合金（等モル組成）では、fcc相が主相であったが、比較的FeNiCoリッチなfcc相とCuPdリッチなfcc相がマイクロメートルスケールで観測され、さらにXRD測定からも２相の存在が示唆された。薄膜材料作製の研究では、本年度からスパッタリング法による均一なFeNiCoCuPd薄膜の作製方法の確立を目的とした検討を開始した。超高真空スパッタリング法を用いて、FeCo（等モル組成）, Ni, Cu, Pdターゲットを用いた４元同時スパッタリングにより作製を試みた。その結果、バルク材料と比較して顕著な相分離のないFeNiCoCuPd合金薄膜の作製条件を見出し、室温で明瞭なヒステリシスを観測した。さらに、薄膜中のFeNiCo量を一定にし、CuPd比を0-40%の比率で可変した試料(Fe20Ni20Co20Cu40-xPdx)においても顕著な相分離のない薄膜が形成可能であることを明らかにした。また、これらの試料において、磁気特性、電気抵抗率、異方性磁気抵抗効果、異常ホール効果の評価を組成比の観点から行い、CuとPdの比率に対し、系統的な変化が生じることを確認した。薄膜材料における強磁性ハイエントロピー合金は、これまでに良質な試料が得られていなかったことから、磁気伝導現象を詳細に検討することが困難であった。しかし、本年度実施の研究により薄膜作製方法が確立されたことにより、磁性ハイエントロピー合金の磁気伝導現象の研究の系統的な推進が可能になったといえる。

在2022财政年度，我们对散装和薄膜材料进行了研究，重点是铁磁芬尼卡库普德合金材料，这些材料预计将其温度高于室温，就像去年一样。在批量材料研究中，使用上一年制备的样品使用SEM观察进行了微观结构观察。在多晶Fenicocupd合金（等摩尔组成）中，FCC相是主要相，但是在千分尺上观察到相对富含Fenico的FCC相和富含CUPD的FCC相，并且XRD测量也表明存在两个阶段。在制造薄膜材料的研究中，我们开始于今年开始研究，目的是建立一种使用溅射方法来制备均匀的fenicocupd薄膜的方法。使用FECO（等摩尔组成），Ni，Cu和PD靶标使用超高真空溅射来尝试制造该制造。结果，我们发现与散装材料相比，没有表现出显着相位的fenicocupd合金薄膜制造条件，并且在室温下明显观察到滞后。此外，可以揭示出一个没有明显相分离的薄膜可以在样品（Fe20ni20co20cu40-XPDX）中形成，其中薄膜中的fenico量保持恒定，并且CUPD比率以0-40％的比率变化。此外，在这些样品中，从组成比的角度评估了磁性特性，电阻率，各向异性磁化效果和异常大厅效应，并确认系统的变化以CU与PD的比率发生。由于尚未获得薄膜材料中铁磁高渗透合金的高质量样品，因此很难详细检查磁传导现象。然而，建立一种通过今年进行的研究制造薄膜的方法使得有可能系统地促进对磁性高渗透合金的磁传导现象的研究。