中空球殻磁性体の2次元自己集積化と電気および磁気特性

空心球壳磁性材料的二维自积分及电磁性能

基本信息

批准号：
06F06354
负责人：
阿波賀邦夫
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

一般的に、マグネタイト(Fe_3O_4)はソフト磁性体であることが知られている。本研究では、サブミクロンサイズのFe_3O_4中空球を作製し、これが通常のバルクおよびナノ粒子よりも大きなMH_<max>と保磁力H_cを示すことを明らかにした。これは、中空球構造に閉じ込められた渦状のスピン配列に由来すると考えられ、中空球構造にすることで磁気記憶装置などに必要とされるハードな磁気材料が作製できることを示唆する。また、通常Fe_3O_4は黒色であるが、緑色のFe_3O_4中空球を得た。拡散反射スペクトルから、510nmにピークが観測され、ミー散乱理論を用いたシミュレーションによってこの実測値を再現することができ、内部が空洞であり殻がFe_3O_4である中空構造と可視光の波長に匹敵する直径を有することから説明されうる。本研究で見出した緑色Fe_3O_4は、新しい磁気光学材料を開発する上での新しい道筋になる。最後に、Fe_3O_4中空球からなるマクロサイズの薄膜を作製した。この薄膜の磁化曲線は、磁場を薄膜面に平行にかけた場合と垂直にかけた場合で大きな違いはなかった。この結果は、個々の中空球の等方的な構造に由来して、薄膜が2次元の形状異方性を持たないことを示す。中空球の等方的な磁化は磁気異方性を制御する新しい方法となる。このようなマクロサイズでの中空球の2次元集積化はデバイスなどへの応用が可能であることを示す。以上、本研究により、中空球構造による新しい物性を見出すことができた。低密度、中空形状、生体適合性はバイオ(ドラッグデリバリーなど)や工学での応用をも可能にするであろう。

通常，已知磁铁矿（FE_3O_4）是软磁性材料。在这项研究中，我们制造了一个尺寸的FE_3O_4空心球，该球表明它表现出比普通的体积和纳米颗粒更大的MH_ <ax>和强制性H_C。人们认为这是源自被困在空心球体结构中的螺旋自旋排列，这表明通过使其成为空心球体结构，即磁性存储设备所需的硬磁性材料等。此外，尽管FE_3O_4通常是黑色，但获得了绿色空心球。从弥漫反射谱从510 nm观察到一个峰，可以通过使用MIE散射理论模拟来复制该实际测量值，并且可以通过以下事实来解释，即它是内部空心的，而Fe_3O_4的直径与可见光的波长相当。在这项研究中发现的绿色FE_3O_4为开发新的磁光材料提供了新的途径。最后，制备了由FE_3O_4空心球组成的宏大小薄膜。当磁场平行于薄膜表面并垂直于薄膜表面时，该薄膜的磁化曲线并没有显着差异。该结果表明，由于各个空心球的各向同性结构，薄膜没有二维形状各向异性。空心球的各向同性磁化提供了一种控制磁各向异性的新方法。这种与宏大小的空心球的2D整合可以应用于设备等。这项研究表明，可以发现由于空心球体结构而引起的新物理特性。低密度，空心形状和生物相容性也将允许生物（例如药物输送）和工程应用。

项目成果

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Phase selective preparations and surface modifications of spherical hollow nanomagnets

DOI：
10.1039/b605472b
发表时间：
2006-08
期刊：
Journal of Materials Chemistry
影响因子：
0
作者：
Mototaka Ohnishi;Y. Kozuka;Q. Ye;Hirofumi Yoshikawa;K. Awaga;Ryosuke Matsuno;M. Kobayashi;A. Takahara;T. Yokoyama;S. Bandow;S. Iijima
通讯作者：
Mototaka Ohnishi;Y. Kozuka;Q. Ye;Hirofumi Yoshikawa;K. Awaga;Ryosuke Matsuno;M. Kobayashi;A. Takahara;T. Yokoyama;S. Bandow;S. Iijima

Effects of the unique shape of submicron magnetite hollow spheres on magnetic properties and domain states