ハーフメタル型電子構造を有するCo基ホイスラー合金の相安定性及び磁気特性の調査

半金属型电子结构钴基霍斯勒合金的相稳定性及磁性能研究

基本信息

批准号：
11J05578
负责人：
大久保亮成
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

Co_2MnSiを始めとしたCo基ホイスラー合金は、比較的高いキュリー温度を持つと共に、第一原理計算により多くの合金系でハーフメタル磁性体となりうることが予測されていることから磁気抵抗素子の構成相として利用されつつある。しかし合金系によっては必ずしも理論通りの特性が得られるとは限らず、その原因として熱処理中の相分離や規則度の低下が報告されている。本年度は、より優れた特性を有するハーフメタル磁性体の開発を推進するため、Co基ホイスラー合金のB2/L2_1規則-不規則変態(T_t^<L21/B2>)を中心とした相安定性と磁気特性及びT_t^<L21/B2>が及ぼす合金薄膜の相安定性について調査することを目的とした。Co_2CrSi合金のT_t^<L21/B2>は直接測定できないため、Co_2Cr(Ga_<1-x>Si_x)合金を作製して得られたT_t^<L21/B2>の組成依存性から直線外挿することでCo_2CrSi合金の仮想的なT_t^<L21/B2>を得ることが出来た。同様な方法で、Co_2Fe(Ga_<1-x>Si_x)およびCo_2Fe(Al_<1-y>Si_y)合金についても調査を行いT_t^<L21/B2>を得た。これらの結果と先行結果による3元系Co_2YZ合金(Y=Ti,V,Cr,Mn,Fe,Z=Al,Ga,Si,Ge,Sn)合金のT_t^<L21/B2>の結果と併せると、Co_2YAI系のT_t^<L21/B2>はCo_2YGa系合金のT_t^<L21/B2>と比較して全体的に約200K低いだけで、Y元素の種類によるT_t^<L21/B2>の大小関係の傾向が類似していることが明らかになった。またCo_2rSi系合金においてもY=Si,Mn,Feの場合おいて同様な傾向が得られていることからBWG近似が成立するような状況においてはほとんどのY-Zの組み合わせにおいてT_t^<L21/B2>を予測することが可能となった。またCo_2(Ti_<1-x>Fe_x)Ga合金薄膜を作製し時効処理と規則度との関連性について調査した。Co_2(Ti,Fe)Ga合金薄膜において同じ熱処理温度で比較した場合、Tiの濃度が高いほど短い熱処理時間でL21相に規則化することが明らかになった。バルク試料を用いた結果によれば外挿法を用いて決定したT_t^<L21/B2>はTi濃度の増加に伴い高い傾向を示すことが報告されており、合金薄膜試料におけるL2_1相の安定化に対応した結果であるといえる。その結果、薄膜材料の規則度は、バルク試料から見積もられたT_t^<L21/B2>と強い相関を持つことが明らかになった。以上より、本研究でバルク試料に対し外挿法により評価した仮想的なT_t^<L21/B2>は、規則度の高い合金薄膜を得るのに非常に有益な情報であると結論できる。

CO_2MNSI和其他CO碱基合金具有相对较高的卷曲温度，并且预测第一个原理计算可以是许多合金中的一半金属磁性材料。但是，根据合金，不一定获得该理论的特征，并且报告了热处理期间相位分离的原因和规律性的程度。在这个财政年度，为了促进具有更好特征的半金属磁性的发展，CO基础晶须合金形态的B2/L2_1规则（T_T^<L21/B2>）是最大的研究合金薄膜的相和磁性特性的相位稳定性和T_T^<L21/B2>。 CO_2CRSI合金T_T^<l21/b2>无法直接测量，因此CO_2CR（GA__ <1-x> si_x）是通过产生CO_2CRSI ALLOY的虚拟T_T^<l21/b2>获得的。同样，还研究并获得了T_T^<l21/b2>，以CO_2FE（GA__ <1-X> SI_X）和CO_2FE（Al_ <1-Y> SI_Y）。这些结果和先前的结果与T_T^<l21/b2>的结果结合在一起，T_T^<l21/B2>的T_T^<l21/b2>>三种原始CO_2YZ合金（y = ti，v，v，v，cr，mn，f，z = za），si，ge，sn）。很明显，大小关系的趋势相似。同样，对于Co_2RSI系统中的Y = Si，Mn，Fe，可以获得相同的趋势，因此在建立BWG近似的情况下，大多数Y-Z组合都是T_T^<l21/b2>。 co_2（ti_ <1-x> fe_x）GA合金薄膜已准备好研究法规处理与规律性程度之间的相关性。在GA合金薄膜中，CO_2（Ti，Fe）GA在相同的热处理温度下，发现Ti浓度越高，在较短的热处理时间中，Ti浓度越高，越定期转换为L21相。根据使用大量样品的结果，据报道，使用外部插入方法确定的T_T^<l21/b2>由于Ti浓度的增加而显示出很高的趋势，而合金中的L2_1相稳定薄膜样本。结果，揭示了薄膜材料的程度与T_T^<L21/B2>具有很强的相关性，这是从大量样品中估算的。从上面可以得出结论，在这项研究中通过Extras评估的虚拟T_T^<l21/B2>对于获得高度规则的合金薄膜非常有用。