課題番号 ：S-16-MS-1019
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：有機金属分解法で作製した磁性体薄膜の磁気的性質の研究
Program Title (English) ：Magnetic Properties of Magnetic Film Prepared by Metal Organic Decomposition method
利用者名（日本語） ：相羽雄介1),五十嵐学1)， 安達信泰1)
Username (English) ：Y. Aiba1), G. Igarashi1), N. Adachi1)
所属名（日本語） ：1) 名古屋工業大学　先進セラミックス研究センター
Affiliation (English) ：1)Advanced Ceramic Resrach Center、Nagoya Institute of Technology

１．概要（Summary ）
有機金属分解法(MOD)法により、金属ナノ粒子含有Bi3Fe5O12(BIG)の複合膜の合成、および、磁性金属置換酸化亜鉛の機能性薄膜の作製を試みた。金ナノ粒子を磁気光学薄膜に分散させ、局在表面プラズモン共鳴の効果により、BIGの持つ磁気光学効果をさらに大きくなることが判明した。また、新たな磁性半導体として合成を試みたFe置換酸化亜鉛を合成する過程で、極低温領域で、保持力500 Oe程度を示す強磁性相が現れる物質を合成できた。
２．実験（Experimental）
Au含有BIG)試料の作製には、ガラス基板を用い、MOD法でガーネットの緩衝層を結晶化させたあと、MOD溶液と金属コロイド溶液を交互にコーティングして、複合膜を合成した。Fe置換酸化亜鉛は、FeとZnO用のMOD溶液を混合して石英基板上にコーティングした。磁化測定は分子研のSQUID磁束計MPMS-7を用い、磁気共鳴は、Bruker E500を用いて行った。
３．結果と考察（Results and Discussion）
SQUIDによるAuナノ粒子含有BIGの磁気ヒステレシス曲線をFig.1に示す。理論値の飽和磁化は1700　gauss 程度だが、膜厚200 nm程度、緩衝層があることを考えると誤差範囲でBIGの飽和磁化を示していると考えられ、Au粒子によるガーネットの結晶性の低下は見られなかった。この膜のファラデー回転は、波長700nm付近で、BIG単相膜より1.3倍程度大きくなり、ナノ金属粒子による局在表面プラズモン共鳴の効果が働いたと推察される。磁性イオンを酸化亜鉛に置換して磁性半導体を作製する試みでは、Fe置換ZnOが極低温で500Oe保磁力を示し、強磁性を示した。ZnFe2O4と
識別する注意が必要だが、後者も熱平衡状態で作製すると反強磁性となるため、今回の強磁性相の由来を詳細に調べる必要がある。
４．その他・特記事項（Others）　無
５．学会発表（Publication/Presentation）
(1) 五十嵐学・太田敏孝・安達信泰、「金属コロイド溶液を用いた金属微粒子と磁性ガーネットの複合膜の合成」日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム,2016年9月、東広島
(2) 相羽 雄介・安達 信泰・太田 敏孝, 「遷移金属を置換した酸化亜鉛の合成と磁気特性」、日本セラミックス協会2017年年会, 2017年3月、東京
(3) N. Adachi, R. Takai, Y. Kiba and T. Ota, “Crystallization of Bismuth Iron Perovskite Films for Ferroelectric and Magnetooptical composite prepared by Metal Oxide Deposition Tecnnique”, 8th The Joint European Magnetic Symposia (JEMS) , 2016年8月、Glasgow (England)
６．関連特許（Patent）　無