磁性ナノ粒子材料の作製とその形態制御

磁性纳米颗粒材料的制备及其形貌控制

• 批准号: 08F08734
• 负责人: 川口 建二
• 金额: $ 1.28万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08734/
• 关键词: 液相レーザー照射法; 複合ナノ粒子; 磁性; 交換バイアス; 交換バイアス効果; マグネタイト; ナノ粒子

本研究は、液相レーザー照射法という新規なレーザープロセスを用いて、機能材料への展開が期待出来る磁性ナノ粒子の作製と形態制御を目指すものである。昨年までの成果を基に今年度は、2種類の混合原料を用い、磁性複合ナノ粒子のより高度な合成プロセスを目指した。照射光には、還元効果などで効率が高いNd:YAGレーザーの3倍波(355nm)を用いた。同じ三価の鉄酸化物で構造が異なるヘマタイトとマグヘマイトの混合原料では、50mJ/pulse程度の弱い照射強度でほぼ100%マグネタイトに還元され、さらに照射強度を増やすと還元度の高いウスタイトの組成が増す。組成制御の点ではマグネタイト原料のみの場合と大差無いが、粒径の均一性に改善が見られた。NiOとヘマタイトの混合原料の場合、レーザー照射によってマグネタイト、NiO、Niの複合粒子が得られた。しかも、その磁化曲線は磁場中冷却でも無磁場中冷却でも変わらない大きさで、印加磁場と逆方向へシフトした磁気交換バイアスを示した。詳細は不明だが、NiかマグネタイトがNiOと反強磁性的な界面結合をしている可能性が示唆される。また、CuOとマグネタイトの混合原料を用いた場合には、マグネタイト、ウスタイト、CuO、Cuの4物質が混合した複合ナノ粒子が得られており、複数の原料を上手く組み合わせることで、多様な構成材料から成るナノ複合粒子が合成可能であるという成果が得られた。さらに、この複合粒子においても、1kOeを超える大きな磁気交換バイアスが観測されており、ハード磁気材料としての可能性を示した。

这项研究旨在制造和控制磁性纳米颗粒的形态，这些磁性纳米颗粒的形态可以预期使用称为液相激光照射的新型激光过程将其发展为功能材料。根据直到去年的结果，今年我们旨在使用两种混合原材料为磁复合纳米颗粒创建更先进的合成过程。辐照光是ND：YAG激光器的三波（355nm），由于还原效应而具有很高的效率。赤铁矿和岩岩的混合原材料是相同的三价铁氧化铁并且具有不同结构的混合原料，在弱照射强度约为50 mJ/脉冲的情况下被降低至几乎100％磁铁矿，进一步增加辐射强度将增加高度减少的wustite的组成。尽管仅在组成控制方面，仅磁铁矿原材料之间没有太大的差异，但在粒径的均匀性中观察到了改善。在Nio和赤铁矿的混合原料的情况下，通过激光照射获得了磁铁矿，Nio和Ni的复合颗粒。此外，无论是在磁场还是在非磁场中，磁化曲线的幅度保持相同，并显示出磁交换偏置向相反的方向移动到所施加的磁场。细节是未知的，但建议Ni或磁铁矿可能与NiO具有抗铁磁界面。此外，当使用CUO和磁铁矿的混合原材料时，获得由四种磁铁矿，wustite，Cuo和Cu组成的复合纳米颗粒，并通过成功结合多种原料，可以合成多种组成材料组成的纳米复合颗粒。此外，在该复合粒子中已经观察到了超过1 KOE的大磁交换偏置，这表明是硬磁性材料的可能性。

项目成果

A Simple and "Green" Method for Synthesis of Nanocomposite Magnetic Particles

一种简单、“绿色”的纳米复合磁性粒子合成方法

• 发表时间: 2010
• 作者: Zaneta Swiatkowska-Warkocka;Kenji Kawaguchi;Hongqiang Wang;Yukiko Katou;Naoto Koshizaki
• 通讯作者: Naoto Koshizaki

Laser synthesis of gold/iron-oxide nanocomposite particles.

金/氧化铁纳米复合颗粒的激光合成。

• 发表时间: 2010
• 作者: Zaneta Swiatkowska-Warkocka;川口建二;Hongqiang Wang;加藤友紀子;越崎直人
• 通讯作者: 越崎直人

液相レーザー照射法による鉄系磁性ナノ粒子の作製

液相激光辐照法制备铁基磁性纳米颗粒

• 发表时间: 2009
• 作者: Zaneta Swiatkowska;Kenji Kawaguchi;Hongqiang Wang;Yukiko Katou;Naoto Koshizaki;Johan Kero;SWIATKOWSKA ZANETA;Csilla Szasz;川口建二;Csilla Szas;川口建二
• 通讯作者: 川口建二

Unique Laser Process for Nanoparticle Preparation

用于纳米颗粒制备的独特激光工艺

• 发表时间: 2010
• 作者: Zaneta Swiatkowska;Kenji Kawaguchi;Hongqiang Wang;Yukiko Katou;Naoto Koshizaki;Johan Kero;SWIATKOWSKA ZANETA;Csilla Szasz;川口建二
• 通讯作者: 川口建二

球状ナノ粒子の作製方法

球形纳米颗粒的制备方法

• 发表时间: 2009