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新しい強磁性強誘電体合成法の確立と電気・磁気特性最適因子の解明

Research Project

Project/Area Number 09F09608
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

木村 秀夫  独立行政法人物質・材料研究機構, 光・電子材料ユニット, グループリーダー

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ZHAO H.  独立行政法人物質・材料研究機構, 光・電子材料ユニット, 外国人特別研究員
ZHAO Hongyang  (独)物質・材料研究機構, 情報通信材料研究萌芽ラボ, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2009: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Keywords強磁性強誘電体 / ビスマスフェライト / 薄膜 / 複合ペロブスカイト / 結晶構造 / エピタキシャル成長 / 相転移温度 / マンガン添加
Research Abstract

これまで多くの物質においてマルチフェロイック現象が報告されているが、室温において強磁性体であり、強誘電体でもあるものは限られる。中でもBiFeO3は代表的なマルチフェロイック材料で、多くの研究成果が報告されているが、磁気的には反強磁性体であることと、電気的にはリーク電流が大きいため、研究のブレークスルーは中々実現しなかった。これまで我々も、元素置換により材料中の欠陥起因のリーク電流を軽減させることや、適当な基板結晶を用いて薄膜を成膜して基板結晶との電子移動を制御するなどのBiFeO3の改良研究は実施してきた。
昨年度までは、BiFeO3単独では改良に限界があるため、類似物質であるBiMnO3とのダブルペロブスカイト構造に着目し、主としてBi2FeMnO6薄膜結晶を成膜して、その磁気特性、強誘電特性を評価した。その結果、リーク電流による強誘電特性の詳細な評価は困難であることがわかった。そこで今年度は、強誘電特性の評価に圧電応答顕微鏡を用いた。これを用いることで、ナノレベルオーダーでの電気特性の評価が可能となり、どこにリーク電流の原因があるのかを追求することが可能となった。
さらに、SnTiO3+xに注目し、単独では非平衡状態でしか存在にも係わらず、YMnO3とSnTiO3+xとの多層膜とすることで安定に存在させることに成功した。多層膜の積層構造を、2、4、8層と変化させた場合の電気特性について評価しζ層数を多くすることで電気特性が改善されることを見出した。

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] A new multiferroic heterostructure of YMnO3/SnTiO3+x2011

    • Author(s)
      H.Y.Zhao, H.Kimura, 他6名
    • Journal Title

      Scripta Materialia

      Volume: 65 Issue: 7 Pages: 618-621

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2011.06.044

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exchange bias in multiferroic BiFeO3 and YMnO3 multilayers : One more parameter for magnetoelectric manipulation2011

    • Author(s)
      Z.X.Cheng, H.Y.Zhao, 他4名
    • Journal Title

      Scripta Materialia

      Volume: 65 Issue: 3 Pages: 249-252

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2011.04.016

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multiferroic double-perovskite Bi2FeMnO6 hollow particles2011

    • Author(s)
      Y.Du, Z.X.Cheng, H.Y.Zhao, 他4名
    • Journal Title

      Current Applied Physics

      Volume: 11 Issue: 3 Pages: S236-S239

    • DOI

      10.1016/j.cap.2010.10.015

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic properties of La doped Bi_2FeMnO_6 ceramic and film2010

    • Author(s)
      H.Y.Zhao, et al
    • Journal Title

      J.Appl.Phys.

      Volume: 108

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic characterization of Bi_2FeMnO_6 film grown on (100) SrTiO_3 substrate2010

    • Author(s)
      H.Y.Zhao, et al
    • Journal Title

      Phys.Status solidi-RRL

      Volume: 4 Pages: 314-316

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Materials Science Approach for Improvement of Bismuth-Iron base Multiferroic Thin Film2010

    • Author(s)
      H.Kimura.Z.X.Cheng.H.Y.Zhao at al
    • Journal Title

      Materia Japan

      Volume: 49 Pages: 364-370

    • NAID

      130002593084

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Room temperature multiferroic properties of Nd : BiFeO_3/Bi_2FeMnO_6 bilayered films2009

    • Author(s)
      Hongyang Zhao
    • Journal Title

      APPLIED PHYSICS LETTERS 95

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 圧電応答顕微鏡による非鉛圧電体ドメイン観察2012

    • Author(s)
      H.Y.Zhao, Q.W.Yao, H.Kimura
    • Organizer
      日本電子材料技術協会第91回金属材料研究会
    • Place of Presentation
      日本セラミック協会ビル3F会議室(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-14
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of New Multiferroic Crystal Bi2FeMnO62011

    • Author(s)
      H.Y.Zhao, H.Kimura, 他4名
    • Organizer
      The 5th Asian Conference on Crystal Growthn and Crystal Technplogy
    • Place of Presentation
      SunTec (Singapore-city)(Invited talk)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Designed new multiferroic heterostructure : YMnO3/SnTiO3+x2011

    • Author(s)
      H.Y.Zhao, H.Kimura, 他6名
    • Organizer
      第41回結晶成長国内会議
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] New designed multiferroic materials of YMnO3/SnTiO3+x2011

    • Author(s)
      H.Y.Zhao, H.Kimura, 他3名
    • Organizer
      21st MRS-J Academic Symposium
    • Place of Presentation
      Yokohama Port Opening Plaza (Kanagawa-prefecture)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] New Multiferroic Materials Bi_2FeMnO_62010

    • Author(s)
      H.Y.Zhao
    • Organizer
      88^<th> Seminar on Materials Science Division in Japan Electronic Materials Society
    • Place of Presentation
      日本セラミックス協会ビル(東京都)
    • Year and Date
      2010-10-15
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] A potential room temperature multiferroic material : Bi_2FeMnO_62010

    • Author(s)
      Hongyang Zhao
    • Organizer
      2010 International Conference on Nanoscience and Nanotechnology(ICONN 2010)
    • Place of Presentation
      Sydney Convention & Exhibition Centre, Sydney, Australia
    • Year and Date
      2010-02-23
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Book] New Multiferroic Materials : Bi2FeMnO6 in Ferroelectrics-Material Aspects2011

    • Author(s)
      H.Y.Zhao, H.Kimura, 他4名
    • Total Pages
      14
    • Publisher
      INTECH Open Access Publisher
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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