酸化物セラミックスの新しい形態－多様なナノ構造と高次機能：酸化物ナノ微粒子－巨大な保磁力を示す酸化鉄ナノ微粒子の合成と磁気特性

摘要

磁鉄鉱(Fe{sub}3O{sub}4)やマグヘマイト(γ-Fe{sub}2O{sub}3)などのフェライト磁石は，耐久性，絶縁性，安価といった特徴を有しており，様々な分野で用いられてきた．また，その需要と用途は今後さらに広がると考えられる．例えば、記憶材料用途としては，図1に示すように，磁気記録材料に用いられている磁性体の保磁力は，10年に2倍のペースで増加を続けている．一般に，磁性体はその粒径を数百nm程度まで微小化すると多磁区構造から単磁区構造となり保磁力が向上する（図2）．従来は，この方法論に基づき数百nmサイズの微寿子磁石の材料開発が進められてきたが，今後の高密度記録材料用磁性体では数十nmまで微粒子化することが求められている．そうした要請の中で，酸化物磁性体では，1951年に開発されたBa－フェライト(BaFe{sub}12O{sub}19)からなる数百nmのナノ微粒子（保磁力：6kOe）が唯一候補に挙げられるが，この物質は板状結晶であることも障害となり，数十nmまでの微粒子化が困難な状態である．したがって，将来の需要に金属酸化物で応えるためには，画期的な金属酸化物ナノ磁性材料の登場が望まれている．筆者らは，最近，化学的手法を用いることで室温において20kOeという巨大な保磁力を示すナノロッド型形状の酸化鉄微粒子を見出した．このナノ微粒子は酸化鉄Fe{sub}2O{sub}3の中でも極めて稀な相であるα-Fe{sub}2O{sub}3相で，単相が得られたのはこれが初めてである．また，観測された20kOeという保磁力は，これまでに報告されている金属酸化物磁性材料の中で最も大きな値である．本稿では，このα-Fe{sub}2O{sub}3ナノロッド磁性体の合成，構造，および磁気特性に関して述べる．