高密度磁気記録向けフェライトの低温合成による微粒子化とFORC解析による性能評価

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本研究では，増加し続けているデジタルデータの長期保管に適したテープ式磁気記録媒体向けのM型ヘキサフェライトナノ粒子の作製を，ボトムアッププロセスである錯体重合法を用いた低温合成により実現し，得られた磁性ナノ粒子のミクロ磁気構造を詳細に解析することを研究目的として，様々な検討を行った．2022年度は，合成プロセスの最適化によるM型フェライトの極限的な低温合成を目指して，種々の条件下で検討を行った．操作因子は，主に出発組成，熱処理温度，熱処理時間とし，M型相の生成量を評価するため，粉末X線回折パターンのReitveld解析を行い，試料中に占めるM型相の重量分率を定量した．その結果，Sr系M型ヘキサフェライトの合成温度を973 Kまで低下させることに成功した．中でも，一部のアルカリ元素を添加した出発組成においては，低温におけるM型相の著しい生成促進効果が確認できた．また，M型フェライトの低温合成時における共存相として生成することの多いα-Fe2O3相の生成抑制を目指して熱処理条件の最適化を試みた結果，主に熱処理時間が支配的であることを明らかにするとともに，効率的にM型フェライトの生成を促す熱処理プログラムを構築できた．得られたM型フェライト微粒子の結晶子サイズを，Rietveld解析のピークプロファイルパラメータからHalder-Wagner法により算出した結果，20 nm以下のナノ結晶として得られることが明らかになった．さらに，得られたナノ粒子の磁化測定結果から，保磁力は5000 Oe以下となり，低温合成による粒子微細化の効果が磁気特性にも反映されていることを確認した．