溶液堆積を用いた磁性ナノ粒子の自己組織化による薄膜形成条件の解明と秩序構造制御

通过溶液沉积磁性纳米粒子自组装阐明薄膜形成条件和有序结构控制

基本信息

批准号：
18K04819
负责人：
早坂良
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Iwate University (2022)Wakayama National College of Technology (2018-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

磁性ナノ粒子の薄膜生成と秩序配列構造の制御は電子材料の分野で極めて重要な技術であり，とりわけ磁気記録材料のさらなる大容量化を実現するためには必要不可欠である．しかしながら，従来の薄膜生成技術ではナノサイズの粒子の構造を制御するのは困難である．そこで本研究では薄膜を生成する新しい技術である『磁気溶液堆積法』の基礎の確立を目指す．具体的には溶液中で粒子を沈降させることにより，磁場と溶液の温度をコントロールして，所望の薄膜を得るための方法と条件を，粒子シミュレーションによって明らかにする．方法と条件の着眼点として，1.強力な外部磁場印加による薄膜生成に与える影響，2.大容量化の限界点，3.液体の温度変化の影響，4.秩序配列構造を得るための条件および生成時間の解明があり，当該年度は「4.秩序配列構造を得るための条件および生成時間の解明」のための前段階として新たに解析が必要になることが判明した「秩序配列構造形成及ぼす粒子径分布の影響」について解析を行った．従来の研究では，全てのナノ粒子の粒子径を一定にしていたが，当該年度は粒子径に分布を持たせることにし，その粒子径分布を正規分布に基づく標準偏差で表すことにした．具体的には，粒子の生成については，box-muller法により，3σ信頼区間で発生させた．まず，解析結果全体から新たに，クラスタ形成係数ξを定義した．その結果，薄膜を形成するための条件としてξ>3×10＾-3を目安にすべきであることが分かった．さらに粒子径分布が大きくなると，クラスタが形成されやすくなり，薄膜が生成されなくなることがわかった．具体的には標準偏差の2乗から3乗の範囲で低下していくこともわかった．

磁性纳米颗粒的有序布置结构的薄膜生成和控制是电子材料领域中极为重要的技术，对于达到更大的磁记录材料的容量尤其重要。但是，常规的薄膜生产技术使得很难控制纳米尺寸颗粒的结构。因此，这项研究旨在为生成薄膜的新技术建立基础，即“磁溶液沉积方法”。具体而言，通过将溶液中的沉淀颗粒控制，可以控制溶液的磁场和温度，并通过粒子模拟揭示获得所需薄膜的方法和条件。对方法和条件的重点是1。薄膜形成通过施加强大的外部磁场的影响，2。容量增加的极限，3。液体温度变化的影响，4。阐明了获得有序排列结构的生成条件和生成时间。在今年，我们分析了“粒度分布对有序排列结构形成的影响”，这被认为是“ 4。获得有序排列结构的条件和生成时间”的初步步骤。在先前的研究中，所有纳米颗粒的粒径保持恒定，但是在今年，决定分布粒径分布，并根据正态分布表示粒径分布为标准偏差。具体而言，使用具有3σ置信区间的Box-Muller方法生成粒子的产生。首先，从整个分析结果中新定义了群集形成系数ξ。结果，发现应将ξ> 3×10^-3用作形成薄膜的指南。此外，发现随着粒度分布的增加，簇更可能形成，并且不再形成薄膜。具体而言，还发现标准偏差在正方形到立方功率范围内降低。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

磁気溶液堆積法における粒子投与知能化アルゴリズム開発による最大面積分率点の明確化

通过开发磁溶液沉积方法中的智能颗粒剂量算法来澄清最大面积分数点

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryunosuke Osaka;Yoshiaki Ueda and Yusuke Sakai;永さこ友貴,早坂良,大村高弘
通讯作者：
永さこ友貴,早坂良,大村高弘

強磁場下における磁気溶液堆積法による高密度薄膜形成過程の分子シミュレーション

强磁场下磁溶液沉积法高密度薄膜形成过程的分子模拟

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
早坂良;木村祐人;大村高弘
通讯作者：
大村高弘

強磁場下における磁気溶液堆積法による超高密度薄膜形成の分子シミュレーションによる検証

强磁场下磁溶液沉积法形成超致密薄膜的分子模拟验证

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
西田翔;早坂良;大村高弘
通讯作者：
大村高弘

磁気溶液堆積法による薄膜生成における段階的投与の強磁場領域の効果

逐步管理强磁场状态对磁溶液沉积薄膜生产的影响

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
早坂良;大村高弘
通讯作者：
大村高弘

磁気溶液堆積法における薄膜形成に及ぼす粒子径分布の影響

磁溶液沉积法中粒径分布对薄膜形成的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yusuke Yagita;Katsumi Tsuchiya. Yasushige Mori;土田健太,早坂良,大村高弘
通讯作者：
土田健太,早坂良,大村高弘

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期刊：
影响因子：
0
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通讯作者：
K.Aoki

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发表时间：
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0
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通讯作者：
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早坂良;秋山裕俊;杉森隼人;北山真太郎;鈴木正人;落水浩一郎;M.Motosuke;早坂良;元祐昌廣;M.Motosuke;M.Motosuke;M.Motosuke;元祐昌廣;早坂良;早坂良;早坂良;早坂良;長岡正隆;長岡正隆;Koh Nakamura et al.;Tomoya Kotake;Koh Nakamura et al.;Koh Nakamura et al.
通讯作者：
Koh Nakamura et al.