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非平衡ビスマス・鉄系酸化物への光磁気記録材料への応用

Research Project

Project/Area Number 02402033
Research Category

Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 電子材料工学
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

対馬 国郎 (対馬 國郎)  九州工業大学, 情報工学部, 教授 (50217296)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 直寛  九州工業大学, 情報工学部, 助手 (30230981)
大越 正敏  九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (90112177)
奥田 高士  名古屋工業大学, 教授 (60233459)
Project Period (FY) 1990 – 1993
Project Status Completed (Fiscal Year 1993)
Budget Amount *help
¥32,300,000 (Direct Cost: ¥32,300,000)
Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 1992: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 1991: ¥10,300,000 (Direct Cost: ¥10,300,000)
Fiscal Year 1990: ¥19,700,000 (Direct Cost: ¥19,700,000)
Keywordsレーザーアブレーション / 光磁気メモリ / 磁性薄膜 / エキシマレーザー / ビスマス置換希土類ガーネット / レ-ザ-アブレ-ション / 磁区構造 / 磁壁構造 / エキシマレ-ザ-
Research Abstract

大きな磁気光学効果で応用面で期待されるビスマス置換希土類鉄ガーネット(Bi_x:R_<3-x>Fe_5O_<12>)は(完全置換時x=3の時にtheta_F=-6.4×10^<-4>deg/cm)、x>2で系は非平衡となり通常の方法では成膜は非常に困難である。本研究は新しい成膜法であるレーザーアブレーション法をこの物質に適用し、非平衡相作成を試みるものである。当研究経費で購入したKrF-excimer-laserを利用して下記の様に様々に条件を変化させて成膜を試みた。
Light Source:KrF excimer Laser(lambda=248nm.FWHM=28ns.10Hz)△Substrate:Glass,GGG(210),GGG(100),GGG(111) Substrate Temperature:340〜540℃
Shot number:1〜1.8×10^4 shots Base Pressure:6x10^<-3> Torr
Target Composition:Bi_2O_3:Gd_2O_3:Fe_2O_3=x:3-x:5 Total Pressure in O_2:2x10^<-2>,5x10^<-2> Torr
得られた膜の測定は当研究費により購入した振動試料型磁力計、X線装置、ファラデー回転角測定装置、Electr on Probe Micro Analyzer(EPMA)等を利用して行った。また計算機によるアブレーション機構の研究も行ってきた。この結果以下のような結果が得られた。
【.encircled1.】希土類の影響:膜内に於けるBi原子の分布は、ターゲット中における希土類(Gd)原子との混合比に大きく依存し、x=3では膜内で不均一組成となる事が判明した。x=2では組成は非常に均一なものとなった。
【.encircled2.】酸素分圧の影響:膜作成時に於ける酸素分圧により各膜中に於けるBi量は、同一ターゲットを利用したときでも大きく異なり、酸素分圧が低いとBi量も減少傾向にあることを見い出した。またガーネット相の出現に最適な酸素分圧が20mTorr近傍にあることを見い出した。
【.encircled3.】上記条件下ではガーネット相は結晶化せず、アモルファス状態にあることが解った。しかし大気中、630℃でのアニールにより上記の膜が結晶化し、x=1.46のビスマス置換ガーネット相が得られた。この置換量はレーザーアブレーション法としては現時点で最大のものである。

Report

(4 results)
  • 1993 Annual Research Report
  • 1992 Annual Research Report
  • 1991 Annual Research Report
  • 1990 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All Other

All Publications (22 results)

  • [Publications] E.I.Il'yashenko,K.Tsushima and others: ""Control of Growth-Induced Uniaxial Anisotropy of Epitaxial Bi-Substituted Garnet Film"" Fizika Nizkikh Temperatur. vol.18,Supplement,. 325-328 (1991)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ohkoshi,N.Watanabe and K.Tsushima: ""Ferromagnetic Resonance in Co/W multilayers"" J.Magn.and Magn.Mat.,. vol.113. 92-96 (1992)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] E.I.Il'yashenko,M.Ohkoshi K.Tsushima and others: "Control of Growth-Induced Uniaxial Anisotropy on Epitaxial Bi-Substituted Garnet Films"" Proc.of 6th International Conference on Ferrites(ICF6),. 485-488 (1992)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] N.Watanabe,K.Tsushima,: ""Annealing Effect on Bi_2Sr_2CaCu_2O_x Large Crystal Grown By Floating Zone Method"" Proc.of 5th International Symposium on Superconductivity(ISS5). 403-406 (1992)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] N.Watanabe,M.Ohkoshi K.Tsushima and others: ""Laser Ablation of Bismuth Rare-Earth Iron Oxide Film"" Proc.of 3rd IUMRS International Conference on Advanced Materials(IUMRS-ICAM93)Aug.31-Sept.4,Tokyo(1993):in press.

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] T.Nakanishi,K.Tsushima,and others: ""Stress Dependence of Tc for Single Crystal of Bi_2Sr_2CaCu_2O_x"" Proc.of 6th International Symposium on Superconductivity(ISS 93)Hiroshima. Oct.26-29,. (to be published) (1993)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] 対馬国郎: "アドバンストマグネティクス第4章光マグネティクス" 培風館, 250 (1994)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] N.Watanabe,T.Nakanishi,M.Ohkohshi,K.Tsushima,C.Murayama,N.Mori and A.Balbashov: "Characterization of Bi_2Sr_2CaCu_2O_x Large Crystal Growm By Floating Zone Method" Proc.of 5th International Symposium on Superconductivity,'92,Kobe Nov.16-19.

    • Related Report
      1992 Annual Research Report
  • [Publications] E.I.Il'yashenko,A.S.Vasil' chikov V.A.Gusakov.B.P.Num,P.B.Num,N.Watanabe,M.Ohkoshi and K.Tsushima: "Control of Growth-Induces Uniaxeal Anisotropy of Epitaxial Bi-Substituted Garnet Films" Proc.of The 6th International Conf.on Ferrites,'92.Tokyo Oct.5-Oct.7.

    • Related Report
      1992 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ohkoshi,N.Watanabe and K.Tsushima: "Ferromagnetic Resonance in Co/W miltilayers" J.Magn.and Magm.Mat.,. 113. 92-96 (1992)

    • Related Report
      1992 Annual Research Report
  • [Publications] N.Watanabe,T.Nakanishi,K.Tsushima,M.Ohkoshi,N.Mori,and A.Balbashov.: "Characterization of Bi_2Sr_2CaCu_2O_x Large Crystal Grown by Floating Zone Method" Digest of 5th International Workshop on Superconductivity,p338(June23-26,Honolulu).

    • Related Report
      1992 Annual Research Report
  • [Publications] E.I.II'yashenko;P.B.Num;A.S.Vasil濃chikov;N.Watanabe;V.A.Gusakov;M.Ohkoshi;B.P.Num;K.Tsushima: "Control of GrowthーInduced Uniaxial Anisotropy of Epitaxial BiーSubstituted Garnet Films" Proc.of International Symposium on MagnetoーOptics(ISMO)Sept.08ー13(1991)Kharkov Ukraine.

    • Related Report
      1991 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ohkoshi;N.Watanabe;K.Tsushima: "Ferromagnetic Resonance in Co/W multilayers" Proc.13th ICMFS(1991)pp.257ー258 in J.M.M.M.

    • Related Report
      1991 Annual Research Report
  • [Publications] 大越 正敏,渡辺 直寛,吉武 剛,対馬 国郎,石川 文英: "エキシマレ-ザ-アブレ-ションによるFe薄膜" 日本応用磁気学会学術講演概要集. 15. 235-235 (1991)

    • Related Report
      1991 Annual Research Report
  • [Publications] 渡辺 直寛,大越 正敏,渡辺 洋子,対馬 国郎: "Superconductivity and Thermal Analysis in BiーPbーSr High Tc Superconductors" 日本応用磁気学会学術講演概要集. 15. 153-153 (1991)

    • Related Report
      1991 Annual Research Report
  • [Publications] 大越 正敏,渡辺 直寛,犬丸 祥美,対馬 国郎: "スパッタリングFe薄膜の成長機構" 日本応用磁気学会学術講演概要集. 15. 238-238 (1991)

    • Related Report
      1991 Annual Research Report
  • [Publications] N.Watanabe;M.Ohkoshi;T.Nakanishi;K.Tsushima: "Characterization of Bi_2Sr_2CaCu_2O_x Large Crystal Grown by Floating Zone Method" International Workshop on Superconductivity '92.

    • Related Report
      1991 Annual Research Report
  • [Publications] K.Tsushima: "Characterization of Bi2Sr2CaCuOx Single Crystal Grown by Floating Zone Method" Prog.High Temp.Superconductivity 22. 10-10 (1990)

    • Related Report
      1990 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ohkoshi,N.Watanabe,K.Tsushima: "Ferromagnetic Resonance in Co/W Multilayers." Digests of Annual Conf.on MAGNETICS in Jpn.14. 320-320 (1990)

    • Related Report
      1990 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ohkoshi,N.Watanabe,K.Tsushima: "Magnetic and Structural Characterization of Cobalt/Tungsten Multilayers." 13th Int.Colloq.on Mag.Films & Surfaces.

    • Related Report
      1990 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ohkoshi,N.Watanabe,K.Tsushima: "Growth mechanism of magnetronーsputtered Fe film detected by in situ resistivity mesurement." J.Vac.Sci.& Technol.

    • Related Report
      1990 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ohkoshi,N.Watanabe,K.Tsushima: "Domain wall dynamics studied by dark field microscopy." J.Mag.Mag.Mater.

    • Related Report
      1990 Annual Research Report

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Published: 1990-04-01   Modified: 2016-04-21  

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