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。

这项研究的目的是利用透射电子显微镜和同步加速器辐射光谱学实时补充阐明纳米材料的化学反应，同时利用机器学习预测特性，以有效开发记录介质材料。一种磁性纳米颗粒的合成方法。 2021年，我们主要采用化学合成方法合成钴铁氧体颗粒。由于冠状病毒的情况，我们被迫远程办公，所以实验没有按计划进行，但我们会尽可能地与我们的共同研究人员和研究合作者合作，通过改变合成条件来了解合成的颗粒的特性我能够做到。使用机器学习的特征预测计划在2022年之后进行，研究人员为此准备了一个程序。 2022年度，除了化学合成方法之外，我们还使用微波进行合成。通过改变元素类型、组成比、合成条件和合成设备进行合成，系统地评估了晶体结构、尺寸、形状和磁性能的差异。此外，作为评估纳米结构的方法，我们利用电子显微镜研究了晶体取向与磁性能之间的关系，电子显微镜可以分析纳米域中的晶体结构。本财年，很难合成具有所需磁特性的粒子，因此我们无法使用机器学习来预测特性，但我们计划从明年开始不时这样做。