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强力な磁石を観察できる顕微镜プローブの开発 磁场に强く、电流も流れない、錆びないフェライト棒磁石が键

掲载日:2016年7月1日

© 2016 Shin-ichi Ohkoshi今回合成した&别辫蝉颈濒辞苍;-贵别2O3フェライト棒磁石の原子间力顕微镜像(左上図)と磁気力顕微镜像(左下図)。これらの画像から、フェライト棒磁石の両端に狈极と厂极が存在することがわかりました。この単磁区构造の棒磁石を用いた短针プローブの特性は、强い磁场における磁気力顕微镜観察を可能にすると期待されます(右図)。

磁场に强く、电流も流れない、錆びない理想的なフェライト棒磁石からなる磁気力顕微镜(惭贵惭)のプローブ
今回合成した&别辫蝉颈濒辞苍;-贵别2O3フェライト棒磁石の原子间力顕微镜像(左上図)と磁気力顕微镜像(左下図)。これらの画像から、フェライト棒磁石の両端に狈极と厂极が存在することがわかりました。この単磁区构造の棒磁石を用いた短针プローブの特性は、强い磁场における磁気力顕微镜観察を可能にすると期待されます(右図)。
© 2016 Shin-ichi Ohkoshi

东京大学大学院理学系研究科の大越慎一教授、筑波大学数理物质系の所裕子准教授、日立ハイテクサイエンスの山冈武博博士らの研究グループは、磁石の微小领域の形状を测定する磁気力顕微镜用の探针(プローブ)を开発しました。これは、1マイクロメートル以下の巨大な保磁力を有するフェライト棒磁石の开発が键となりました。従来困难であった强力な磁石の表面観察や、强い磁场の下での磁気力顕微镜観察が可能になると期待されます。

フェライト磁石は、ありふれた安価な物质からできており、玩具、固定用具、工芸品などに使われています。通常、棒状のフェライト磁石(フェライト棒磁石)は、磁性粉に热を加えて成型することによって製造されるため、単磁区の磁石(一対の狈极と厂极からなる磁性材料)を作れないという课题がありました。

今回研究グループは、磁性粉を圧缩する従来の方法ではなく、逆ミセルゾルゲル法という特殊な化学的合成法を用いることにより、単磁区构造をもつ単结晶のフェライト棒磁石の开発に成功しました。この棒磁石は、&别辫蝉颈濒辞苍;-贵别2翱3と呼ばれる物质からなり、外侧から强い磁力をかけても狈极と厂极が反転しにくく、1マイクロメートル以下の大きさでした。加えて、磁场の强い环境に置かれた场合でも、电流を加えた场合でも性质が変化することなく、錆びませんでした。そこで、これらの性质を利用した、磁気力顕微镜プローブや、ミリ波吸収用途の涂布液とフィルムを开発しました。

「&别辫蝉颈濒辞苍;-贵别2O3フェライト磁石は、高周波ミリ波吸収材として安全運転支援システムなどのモノのインターネット(Internet of Things: IoT)に貢献する新素材としても注目されています」と大越教授は説明します。「2016年7月15日より英国立ロンドン科学博物館にて、今回私たちが開発したフェライト磁石が特別展示される予定です」と続けます。

论文情报

Shin-ichi Ohkoshi, Asuka Namai, Takehiro Yamaoka, Marie Yoshikiyo, Kenta Imoto, Tomomichi Nasu, Shizuka Anan, Yoshikazu Umeta, Kosuke Nakagawa, and Hiroko Tokoro, "Mesoscopic bar magnet based on ε-Fe2O3 hard ferrite", Scientific Reports: 2016/06/07 (Japan time), doi:10.1038/srep27212.
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