磁性ナノ粒子を用いた複合磁性材料作製に関する研究

利用磁性纳米粒子制备复合磁性材料的研究

• 批准号: 14J07528
• 负责人: 林 禎彰
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07528/
• 关键词: 複合磁性膜; Fe-Coナノ粒子; Fe-Pt; 電気泳動堆積法; 電析法

本研究は、電気化学的手法による高性能ナノコンポジット磁石膜の実現を目的とし、磁性ナノ粒子の電気泳動堆積(EPD)法と金属磁性膜の電析法(電気めっき)を組み合わせ、磁性ナノ粒子をナノメートルオーダーで内包した新規複合磁石膜の開発を行うものである。昨年度までに、本研究で提案している手法によりFe-Coナノ粒子(平均粒径：15 nm)とL10 Fe-Pt電析膜からなる複合磁性膜の形成を達成したが、試作した膜の磁気特性は改善の余地が大きい状況であった。このため本年度は、膜の形成プロセスや熱処理条件を検討し、膜の磁気特性を改善することに注力した。これまでの複合膜は、1. Fe-Coナノ粒子電気泳動堆積、2. 表面修飾剤除去を目的としたFe-Coナノ粒子電気泳動堆積膜の水素ガス中熱処理、3. Fe-Pt電析膜との複合化、4. Fe-Ptの規則化を目的とした複合膜の真空中熱処理の手順により試作を行っていた。このプロセスでは表面修飾剤が除去された分散性の悪いFe-Coナノ粒子をFe-Pt電析膜中へ複合化しているため、複合膜中にFe-Coナノ粒子の凝集領域が形成され、試作した膜の磁化曲線はFe-CoとFe-Ptの磁気特性が分離した振舞いを示した。複合膜中のFe-Coナノ粒子の分散性を改善するために1. Fe-Coナノ粒子電気泳動堆積、2. Fe-Pt電析膜との複合化、3. 表面修飾剤除去およびFe-Ptの規則化を目的とした複合膜の水素ガス中熱処理の手順により複合膜の試作を行った。新たなプロセスは表面修飾剤により被覆されたFe-Coナノ粒子をFe-Pt電析膜中へ複合化するものであるため、試作した複合膜ではFe-Coナノ粒子の分散性の向上が確認された。また、Fe-CoとL10 Fe-Ptの微細な複合組織の形成により、磁化曲線がFe-CoとFe-Ptの特性が分離した振舞いではなく、ナノコンポジット磁石のように単相材料のような振舞いを示す複合磁性膜の実現が達成された。

该研究旨在使用电化学技术实现高性能的纳米复合磁铁膜，并正在开发一种新型的复合磁铁膜，其中通过将磁性纳米颗粒与电镀（电镀层）结合使用电泳沉积（EPD）方法，将磁性纳米颗粒封装在纳米纳米的顺序上。到去年，提出了这项研究中提出的方法，以形成由Fe-Co纳米颗粒（平均粒径：15 nm）和L10 Fe-Pts沉积膜组成的复合磁性膜，但是原型膜的磁性特性是很大的改进空间。因此，今年我们通过检查膜形成过程和热处理条件来改善膜的磁性。 Previous composite films have been produced using 1. E-Co nanoparticle electrophoresis deposition, 2. E-Co nanoparticle electrophoresis deposition films for the purpose of removing surface modifiers, 3. E-Pt electrophoresis deposition films, and 4. E-Pt electrophoresis is carried out using a procedure of 1. E-Co nanoparticle electrophoresis deposition films, 2. E-Co-organized膜，3。E-PT电泳沉积膜和4。真空中的E-PT热处理，目的是订购Fe-Pt。在此过程中，将除去表面修饰符的散发性不足的Fe-Co纳米颗粒组合到Fe-PT沉积膜中，因此在复合膜中形成了Fe-Co纳米颗粒的聚集区，并且原型膜的磁化曲线表明，Fe-Co和Fe-Ppt Ppt Ppt的磁性具有分离。为了提高Fe-Co纳米颗粒在复合膜中的分散性，我们通过1。Fe-Co纳米颗粒的电泳沉积进行了复合膜的原型，2。与Fe-PT沉积膜的复合膜，3。复合膜在氢气中的热处理，其目的是拆卸表面修饰和订购FE-PET。新的过程涉及将涂有表面修饰符的Fe-Co纳米颗粒组合到Fe-PT沉积膜中，并且在原型复合膜中已经证实了Fe-Co纳米颗粒的分散体。此外，通过形成Fe-CO和L10 Fe-PT的精细复合结构，磁化曲线并未被Fe-Co和Fe-Pt的特性分开，而是像纳米复合磁铁一样行为的复合磁性膜。

项目成果

Study of post annealing conditions for having high coercivity of electroplated FePt thin film on molybdenum underlayer

钼底层电镀FePt薄膜高矫顽力后退火条件研究

• 发表时间: 2014
• 作者: Y. Hayashi;S. Hashi;T. Yanai;K. Ishiyama;M. Nakano;H. Fukunaga
• 通讯作者: H. Fukunaga

Fabrication and magnetic properties of composite film utilizing metal magnetic nanoparticles by electrochemical method

电化学法制备金属磁性纳米粒子复合薄膜及其磁性能

• 发表时间: 2014
• 作者: Y. Hayashi;S. Hashi;H. Kura;T. Yanai;T. Ogawa;K. Ishiyama;M. Nakano;H. Fukunaga
• 通讯作者: H. Fukunaga

Fe-Pt / Fe-Co Nanocomposite Films Fabricated by Electrochemical Method

电化学法制备Fe-Pt/Fe-Co纳米复合薄膜

• 发表时间: 2015
• 作者: Y. Hayashi;S. Hashi;H. Kura;T. Yanai;T. Ogawa;K. Ishiyama;M. Nakano;H. Fukunaga
• 通讯作者: H. Fukunaga

Electrochemical fabrication of nanocomposite films containing magnetic metal nanoparticles

• DOI: 10.7567/jjap.54.075201
• 发表时间: 2015-06
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Y. Hayashi;S. Hashi;H. Kura;T. Yanai;T. Ogawa;K. Ishiyama;M. Nakano;H. Fukunaga

Magnetic Properties of Composite Film Composed of Soft Magnetic Nanoparticles and L10 FePt Film

软磁纳米粒子与L10 FePt薄膜复合薄膜的磁性能

• 发表时间: 2014
• 作者: Y. Hayashi;S. Hashi;T. Yanai;K. Ishiyama;M. Nakano;H. Fukunaga
• 通讯作者: H. Fukunaga