미 국립 계량기술연구소(NIST)의 武富荒 객원연구원 등은 이트륨 철 가넷(YIG) 나노미립자 분산 글라스의 구조해명에 성공했다. 고분해능 전계망사형 주사전자현미경(FESEM)등으로 관찰하여 직경 50마이크로미터의 과립상 제어 포어글라스(CPG)의 2 마이크로미터 두께의 겉껍질 부분에만 YIG 나노미립자가 분산하고 있다는 것을 밝혀냈다. 중심부근은 스폰지상 글라스로 나노미립자는 존재하지 않는다고 한다. 고밀도 자기기록매체 등에의 응용이 가능할 것으로 보고 있다. 이 물질은 武富 객원연구원이 미국 캔사스주립대학 시절에 개발한 나노 재료. 현재, 이 특허(출원중)은 武富 객원연구원이 소속한 松本유지제약이 소유하고 있다. YIG는 투명한 자광성 재료. YIG를 미립자화하는 것 자체가 곤란한데 알콕시드법으로 10나노미터 지름으로 합성하는데 성공. 이것을 특수한 콜로이드 용액으로 하여 약 50마이크로미터 지름의 분말상 과립의 CPG 기공에 흡수시켰다. 이것을 1000℃, 단시간에 열처리하자 겉껍질 부분에만 분산한다.
FESEM의 관찰에서는 CPG 과립의 외측 2마이크로미터 영역에 나노 미립자가 분산하고 그 내부는 소폰지 상 포어라고 한다. 분산한 나노미립자는 주로 YIG가 분산한 ε(입실론)산화철로 ε산화철은 통상은 존재하지 않지만 나노미립자의 상태가 되면 비로소 존재할 수 있다고 한다.
나노미립자의 크기는 지름 20~40나노미터이고 그 밀도는 1평방마이크로미터당 110개. 이들 구조는 초점심도가 깊은 FESEM으로 관측했다. 또 분말 X선 회절로 ε산화철이라는 것을 확인했다. 나노미립자가 겉껍질에만 분산하는 기구에 대해서는 나노미립자와 글라스 과립이 같은 전하로 대전하여 척력(斥力)이 작용하기 때문인지, 콜로이드 용액이 글라스 과립 속까지 일단 스며들지만 그 후 용매의 증발과 함께 콜로이드 입자가 외측표면에 이동한다는 설도 생각할 수 있다고 한다.
이 방법을 사용하면 YIG 이외에도 다양한 금속 나노미립자를 만들어 CPG로 분산할 수 있어 여러 가지 산화금속초미립자 글라스 복합재를 만들 수 있어 나노테크의 새로운 플랫홈 재료가 된다. CPG에 나노미립자를 분산함으로써 양자 사이즈 효과에 의한 강한 발현효과를 기대할 수 있고, YIG라면 보다 고밀도한 광자기 기록재료로 어어질 것이라고 한다. (NK)
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