Synthesize of magnetic nano particles based on information of chemical reaction behavior by electron microscopy and synchrotron, characteristic prediction

基于电子显微镜和同步加速器化学反应行为信息的磁性纳米颗粒合成及特性预测

基本信息

批准号：
21K04843
负责人：
高橋知里
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、透過型電子顕微鏡及び放射光を利用した分光法によりリアルタイムでナノ材料化学反応を相補的に明らかにし、同時に機械学習を用いた特性予測を行うことで効率よく記録媒体用の磁性ナノ粒子の合成法を確立することである。2021年度は化学合成法を用いて、主にコバルトフェライト粒子の合成を実施した。コロナウィルスの事態でテレワークを余儀なくされたため、当初のように実験が進まなかったが、できる限り研究分担者および研究協力者と協力し、合成条件を変えて合成した粒子の特性を把握することができた。機械学習を用いた特性予測に関しては、2022年度以降に実施する予定であるが、そのためのプログラム準備を研究分担者が実施した。2022年度は、化学合成法に加えマイクロ波を用いた合成を実施した。元素種や組成比や合成条件、合成装置を変えて合成を行い、結晶構造やサイズ、形状、磁気特性の違いを系統的に評価した。また、ナノ構造の評価方法としてナノ領域の結晶構造解析ができる電子顕微鏡手法を用いることで、結晶方位と磁気特性の関係を探った。今年度は、目的とする磁気特性を持つ粒子合成が難しかったため、機械学習を用いた特性予測の実施はできていないが、来年度以降に随時実施していく予定である。

这项研究的目的是建立一种方法，用于通过使用透射电子显微镜和光谱使用同步辐射来实时繁殖纳米材料化学反应来有效合成磁性纳米颗粒，并同时使用机器学习来预测性能。在2021财年，钴铁素颗粒的合成主要是使用化学合成方法进行的。由于冠状病毒状况，实验并未像最初的那样进行，但是我们能够尽可能多地与研究伙伴和研究伙伴合作，以了解通过改变合成条件合成的粒子的特性。计划从2022年开始实施使用机器学习的特征预测，研究人员为此目的进行了计划准备。在2022财年，除了化学合成方法外，还使用微波进行了合成。使用不同的元素物种，组成比，合成条件和合成设备进行合成，并系统地评估了晶体结构，大小，形状和磁性的差异。此外，通过使用电子显微镜方法，该方法允许分析纳米区域的晶体结构作为评估纳米结构的方法，研究了晶体取向与磁性特性之间的关系。今年，由于难以合成所需的磁性特性，我们无法使用机器学习实施特征预测，但是我们计划从明年开始时不时实施它。