全物質中で最高の磁石性能を示し得るFeCo合金ベースの超強力磁石材の開発

开发基于FeCo合金的超强磁性材料，该材料可以表现出所有材料中最高的磁性能

基本信息

批准号：
20H02832
负责人：
長谷川崇
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02832/
关键词：
磁性材料

项目摘要

本研究は、一般的には永久磁石にはならないことで知られる鉄コバルト合金（FeCo）において、結晶構造や組織を人工的に制御することで永久磁石特性の向上をはかることを目的とする。FeCoは全遷移金属合金中で最大の磁化を有するが、結晶構造が立方晶（より正しくは体心立方晶bcc）であるため、そのままでは磁気異方性と保磁力が極めて小さいために永久磁石にはなれないと考えられている。そこで本研究では、FeCoの結晶構造を正方晶（bct）に変形させ、さらに組織をナノスケールに微細加工することで、結晶磁気異方性と保磁力の向上をはかる。本年度は、昨年度の繰越分を除き、理論計算によってFeCoXのbct構造の形成エネルギーを最小化する添加元素Xの探索を行い、次いで成膜実験での確認を行った。理論計算では商用の第一原理計算機を使用して密度汎関数理論DFTに基づく擬ポテンシャル法を用いた。成膜実験では超高真空多元合金マグネトロンスパッタ装置を用いて、MgO単結晶基板上にRh下地を成膜し、その上にFeCoX磁性薄膜を成膜し、その上に酸化防止層としてSiO2キャップ層を成膜した。理論計算による添加元素X探索の結果、X=VN, VZrN, VTaN, VAlNにおいてbct構造が安定化することが示された。次いで成膜実験の結果、これらの中ではX=VN, VAlNがbct構造を最も安定化することがわかった。今後は、理論計算による添加元素Xの探索を引き続き行うことでFeCoXのbct構造をより一層安定化させる効果をもつ添加元素Xに目星をつけて、次いで成膜実験での確認を引き続き実施していく。

这项研究旨在通过人为地控制晶体结构和结构来改善通常已知不会成为永久磁铁的铁钴合金（FECO）的性质。尽管FECO在所有过渡金属合金中的磁化强度最大，但人们认为，由于其晶体结构是立方体（或更准确，以身体为中心的Cutic BCC），因此由于其磁各向异性和过敏性而被认为不是永久磁铁。因此，在这项研究中，我们旨在通过将FECO的晶体结构变形到四方晶体（BCT），然后将结构微生加工到纳米级来改善磁晶和矫正。今年，除去年的随身携带外，我们搜索了添加元素X，该添加元素X使用理论计算最大程度地减少了Fecox的BCT结构的形成能，然后在膜形成实验中对其进行了证实。理论计算使用商用第一原理计算机基于密度功能理论DFT的伪能力方法。在膜形成实验中，使用超高真空多合金磁控溅射装置在MGO单晶底物上形成RH底座，并在其上形成了Fecox磁性薄膜，并在其上形成了SIO2帽层作为抗氧化剂层。对添加元件X的理论搜索表明，BCT结构在X = VN，VZRN，VTAN，VALN处稳定。接下来，膜沉积实验的结果表明X = VN和Valn稳定了大多数BCT结构。将来，我们将继续使用理论计算来搜索添加元素X，以进一步稳定FECOX的BCT结构，然后继续在膜形成实验中确认添加元素X。

项目成果

期刊论文数量（24）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

アモルファスSiO2基板上に成膜されたFeCoVNのbct構造のTEM観察

TEM 观察沉积在非晶 SiO2 基底上的 FeCoVN 的 bct 结构

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
電気学会研究会資料
影响因子：
0
作者：
Fukada Yukimasa;Fukuyama Ryota;Fujiwara Kosuke;Yoshii Kenji;Shigematsu Kei;Azuma Masaki;Ikeda Naoshi;長谷川崇
通讯作者：
長谷川崇

V content dependence of the stability of bct FeCoN structure with high Ku

高Ku bct FeCoN结构稳定性的V含量依赖性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
劉寛，相撲優花，H. T. C. Tu;M. Shahiduzzaman;當摩哲也;大平圭介;T. Hasegawa
通讯作者：
T. Hasegawa

TEM observation of nitrogen-tunable bcc-bct-fcc transformation of FeCo with added V

添加 V 的 FeCo 氮可调 bcc-bct-fcc 转变的 TEM 观察

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
髙橋拓海;小杉洋平;吉田卓寛;岩澤広将;田中正樹;一川尚広;T. Hasegawa
通讯作者：
T. Hasegawa

FeCoV基合金系硬質磁性体の製造方法

一种FeCoV基合金硬磁材料的生产方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

第一原理計算とスパッタ成膜によるFeCoVNのbct構造安定性の評価

通过第一性原理计算和溅射沉积评估FeCoVN的bct结构稳定性

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
電気学会研究会資料
影响因子：
0
作者：
長谷川崇;白井千尋;関勇希
通讯作者：
関勇希

DOI：
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A.S. Kamzin;S. Ishio;T. Hasegawa;A.A. Valiullin;V.R. Ganeev;L.R. Tagirov;L.D. Zaripova;熊谷悠;Ken Niwa;Yu Kumagai;長谷川崇;深井俊史・丹羽健・長谷川正;熊谷悠;高山新・丹羽健・長谷川正;Yu Kumagai
通讯作者：
Yu Kumagai