方位配向FePt、FePdナノ粒子2次元分散膜の構造と硬質磁性との相関について

取向FePt和FePd纳米颗粒二维分散薄膜的结构与硬磁相关性研究

基本信息

批准号：
13750612
负责人：
佐藤和久
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750612/
关键词：
方位配向 FePt FePd 規則化 L1_0構造硬質磁性高分解能電子顕微鏡ナノ粒子

项目摘要

今年度は粒子サイズと硬質磁性の関係、基板拘束による応力と外部磁場による磁化容易軸(C-軸)配向制御の可能性、長距離規則度の決定の3点を検討した。まず、2nmサイズのFePtナノ粒子においても規則構造は形成されたが、室温で1kOeを超える保磁力を得るためには8nm以上の1粒径が必要であり、高配向・高分散・高保磁力を有するFePtナノ粒子を作製するためには、基板温度673K以上での蒸着と873K以上の温度での規則化熱処理が必要であることが判明した。単結晶基板の拘束によりFePtナノ粒子は<001>FePt||<001>NaCl,{001}FePt||{001}NaClの方位関係でエピタキシャル成長し、生成する規則相が正方晶であることからその磁化容易軸であるc-軸には空間的に3通りの配向が存在する(FePdにおいても同様)。そこで蒸着後に基板を溶解除去した試料とナノ粒子を基板上に担持したままの試料について熱処理を行い規則相粒子の粒配向を調べた結果、両者で顕著な差異は認められなかった。FePt, FePdナノ粒子ともに基板拘束力は蒸着時の結晶成長初期過程で粒配向に影響するが、その後の熱処理過程での粒配向変化にはほとんど影響が無いといえる。規則化過程に及ぼす外部磁場の効果を検討したところ、磁場印加のもとで693Kにて8h熱処理して規則化させた試料においてc-軸がほぼ膜面垂直方向に配向していることが判明した。よって磁場中熱処理はFePtナノ粒子の磁化容易軸配向制御に有効であるといえるが熱処理温度が磁気転移温度以下に制限されるため、より短時間の熱処理で十分に規則化させ高保磁力を得る方法を検討する必要がある。電子回折とマルチスライスシミュレーションによりナノ粒子の長距離規則度測定(S)を行った結果、室温で3-5kOeの保磁力を示すFePt, FePdナノ粒子においてそれぞれ約S=0.5,0.8という値を得た。

今年，我们研究了三点：颗粒尺寸与硬磁性之间的关系、通过基板约束和外部磁场产生的应力控制易轴（C轴）方向的可能性以及长程规律性的确定。首先，即使是2nm尺寸的FePt纳米颗粒也能形成有序结构，但为了在室温下获得超过1kOe的矫顽力，需要8nm以上的粒径，并且需要高取向、高分散、发现为了制造基底温度为673K或更高的FePt纳米颗粒，需要在873K或更高的温度下进行有序热处理。由于单晶衬底的限制，FePt纳米颗粒以<001>FePt||<001>NaCl、{001}FePt||{001}NaCl的取向关系外延生长，所得有序相为四方。 c轴有3个空间取向，是易磁化轴（FePd也是如此）。因此，对蒸镀后基材被溶解除去的样品、以及纳米粒子仍负载于基材上的样品进行热处理，调查了有序相粒子的晶粒取向，结果没有发现。两者之间观察到显着差异。对于FePt和FePd纳米颗粒来说，基体约束力在气相沉积初始晶体生长过程中会影响晶粒取向，但可以说对后续热处理过程中晶粒取向的变化几乎没有影响。当我们研究外部磁场对有序过程的影响时，我们发现在施加磁场下在 693K 下热处理 8 小时的样品中，c 轴几乎垂直于薄膜表面。。因此，可以说磁场中的热处理对于控制FePt纳米颗粒的易轴取向是有效的，但由于热处理温度被限制在磁转变温度以下，因此有一种方法可以获得足够的有序性和高的磁化转变温度。需要考虑较短热处理时间的矫顽力。通过使用电子衍射和多切片模拟对纳米颗粒进行长程规整性测量 (S)，我们分别获得了矫顽力为 3- 的 FePt 和 FePd 纳米颗粒的 S=0.5 和 0.8 值。室温下 5 kOe。