Creation and properties evaluation of multiferroic oxide thin films by the crystal structure distortion control

• Project/Area Number: 19360297
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: SAKAMOTO Wataru Nagoya University, エコトピア科学研究所, 准教授 (50273264)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): YOGO Toshinobu 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (00135310)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥20,800,000 (Direct Cost: ¥16,000,000、Indirect Cost: ¥4,800,000); Fiscal Year 2008: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2007: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
• Keywords: マルチフェロイック / ペロブスカイト構造 / 薄膜 / 化学溶液プロセス / 強誘電性 / 強磁性 / リーク電流特性 / モルフォトロピック相境界 / アクセプタ元素 / 固溶体系 / 絶縁性

Research Abstract

巨大物性発現の可能性を有する多機能融合材料の薄膜を環境に優しい溶液を用いる化学的方法により作製した。その結果、ペロブスカイト結晶構造の格子歪み状態を精密な化学組成制御により最適化することで、これまで非常に困難とされてきた強誘電性と強磁性という異なる性質を同時に室温域で発現する薄膜の作製に成功した。また、望む機能を発現させるために重要な構成元素の状態解析も行い、望む物性を得るためのメカニズムの解明も行った。

Research Products

• [Journal Article] Electrical and Magnetic Properties of Mn-doped 0.7BiFeO_3-0.3PbTiO_3 Thin Films Prepared under Various Heating Atmospheres (2009)
  • Author(s): Wataru Sakamoto, Asaki Iwata, Makoto Moriya, and Toshinobu Yogo
  • Journal Title: Material Chemistry and Physics (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Valence State of Mn-Doped BiFeO_3-BaTiO_3 Ceramics Probed by Soft X-ray Absorption Spectroscopy (2008)
  • Author(s): Tohru Higuchi, Wataru Sakamoto, Naoyuki Itoh, Tetsuo Shimura, Takeshi Hattori, and Toshinobu Yogo
  • Journal Title: Applied Physics Express 1巻
  • NAID: 10024292333
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic Structure of Multiferroic BiFeO_3 by Resonant Soft X-ray Emission Spectroscopy (2008)
  • Author(s): Tohru Higuchi, Yi-Sheng Liu, Peng Yao, Per-Anders Glans, Jinghua Guo, Chinglin Chang, Ziyu Wu, Wataru Sakamoto, Naoyuki Itoh, Tetsuo Shimura, Toshinobu Yogo, and Takeshi Hattori
  • Journal Title: Physical Review B 78巻
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ferroelectric Properties of Chemically Synthesized Perovskite BiFeO_3-PbTiO_3 Thin Films (2008)
  • Author(s): Wataru Sakamoto, Asaki Iwata, and Toshinobu Yogo
  • Journal Title: Journal of Applied Physics 104巻
  • NAID: 120001442819
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 結晶格子歪みを利用した強磁性・強誘電体薄膜の作製と評価 (2008)
  • Author(s): 坂本渉
  • Journal Title: Ceramic Data Book 2008 36巻 Pages: 41-45
• [Journal Article] Preparation and Properties of Ferroelectric 0.7BiFeO_3-0.3BaTiO_3 Thin Films by Chemical Solution Deposition (2008)
  • Author(s): Yuya Ito, Makoto Moriya, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • Journal Title: Transactions of the Material Research Society of Japan 33 Pages: 35-38
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic Structure of Multiferroic BiFeO_3 by Resonant Soft X-ray Emission Spectroscopy (2008)
  • Author(s): Tohru Higuchi, Yi-Sheng Liu, Peng Yao, Per-Anders Glans, Jinghua Guo, Chinglin Chang, Ziyu Wu, Wataru Sakamoto, Naoyuki Itoh, Tetsuo Shimura, Toshinobu Yogo, Takeshi Hattori
  • Journal Title: Physical Review B 78
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Mn Substitution for Multiferroic BiFeO_3 Probed by High-Resolution Soft-X-ray Spectroscopy (2008)
  • Author(s): Tohru Higuchi, Takeshi Hattori, Wataru Sakamoto, Naoyuki Itoh, Tetsuo Shimura, Toshinobu Yogo, Peng Yao, Yi-Sheng Liu, Per-Anders Glans, Chinglin Chang, Ziyu Wu, Jinghua Guo
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 47 Pages: 7570-7573
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ferroelectric Properties of Chemically Synthesized Perovskite BiFeO_3-PbTiO_3 Thin Films (2008)
  • Author(s): Wataru Sakamoto, Asaki Iwata, Toshinobu Yogo
  • Journal Title: Journal of Applied Physics 104
  • NAID: 120001442819
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 結晶格子歪みを利用した強磁性・強誘電体薄膜の作製と評価 (2008)
  • Author(s): 坂本渉
  • Journal Title: Ceramic Data Book 2008 36 Pages: 41-45
• [Journal Article] Valence State of Mn-doped BiFeO_3-BaTiO_3 Ceramics Probed by Soft-X-Ray Absorption Spectroscopy (2008)
  • Author(s): T. Higuchi, W. Sakamoto, N. Itoh, T. Shimura, T. Hattori, T. Yogo
  • Journal Title: Applied Physics Express 1
  • NAID: 10024292333
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fabrication and Characterization of BiFeO_3-BaTiO_3 Ceramics by Solid State Reaction (2007)
  • Author(s): Naoyuki Itoh, Tetsuo Shimura, Wataru Sakamoto, and Toshinobu Yogo
  • Journal Title: Ferroelectrics 356巻 Pages: 19-23
  • Peer Reviewed
• [Presentation] BiFeO3-PbTiO3系強磁性強誘電体薄膜の作製とその特性 (2009)
  • Author(s): 坂本渉, 岩田麻希, 守谷誠, 余語利信
  • Organizer: 平成20年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学、名古屋市
  • Year and Date: 2009-12-06
• [Presentation] 化学溶液法により作製したBiFeO_3-PbTiO_3系薄膜のリーク電流特性 (2009)
  • Author(s): 坂本渉, 岩田麻希, 守谷誠, 余語利信
  • Organizer: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波大学(つくば市)
  • Year and Date: 2009-03-31
• [Presentation] 化学溶液法により作製したBiFeO3-PbTiO3系薄膜のリーク電流特性 (2009)
  • Author(s): 坂本渉, 岩田麻希, 守谷誠, 余語利信
  • Organizer: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波大学、つくば市
  • Year and Date: 2009-03-31
• [Presentation] マルチフェロイックBiFeO_3-BaTiO_3薄膜の特性改善へのアプローチ (2009)
  • Author(s): 伊藤裕矢, 守谷誠, 坂本渉, 余語利信
  • Organizer: 第47回セラミックス基礎科学討論会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場(大阪市)
  • Year and Date: 2009-01-08
• [Presentation] マルチフェロイックBiFeO3-BaTiO3薄膜の特性改善へのアプローチ (2009)
  • Author(s): 伊藤裕矢, 守谷誠, 坂本渉, 余語利信
  • Organizer: 第47回セラミックス基礎科学討論会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場、大阪市
  • Year and Date: 2009-01-08
• [Presentation] Synthesis and characterization of BiFeO3-PbTiO3 Thin Films with Large Remanent Polarization (2008)
  • Author(s): W. Sakamoto, A. Iwata, M. Moriya, T. Yogo
  • Organizer: The IUMRS International Conference in Asia 2008
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場、名古屋市
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] 化学溶液法によるBiFeO3- (BiO. 5NaO. 5)TiO3系薄膜の作製と評価 (2008)
  • Author(s): 日恵野敦, 守谷誠, 坂本渉, 余語利信
  • Organizer: 平成20年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学、名古屋市
  • Year and Date: 2008-12-06
• [Presentation] Fabrication and Properties of BiFeO_3-BaTiO_3 Thin Films by Chemical Solution Deposition (2008)
  • Author(s): Y. Ito, M. Moriya, W. Sakamoto, T. Yogo
  • Organizer: The 6th Asian Meeting on Electroceramics (AMEC-6)
  • Place of Presentation: 物質材料研究機構(つくば市)
  • Year and Date: 2008-10-22
• [Presentation] Fabrication and Properties of BiFeO3-BaTiO3 Thin Films by Chemical Solution Deposition (2008)
  • Author(s): Y. Ito, M. Moriya, W. Sakamoto, T. Yogo
  • Organizer: The 6th Asian Meeting on Electroceramics (AMEC-6)
  • Place of Presentation: 物質材料研究機構、つくば市
  • Year and Date: 2008-10-22
• [Presentation] 化学溶液法によるBiFeO_3-BaTiO_3薄膜の調製と評価 (2008)
  • Author(s): 伊藤裕矢, 守谷誠, 坂本渉, 余語利信
  • Organizer: 日本セラミックス協会 第21回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場 (北九州市)
  • Year and Date: 2008-09-17
• [Presentation] BiFeO_3-(K,Na)NbO_3系セラミックスの作製とその特性 (2008)
  • Author(s): 古橋貢至, 守谷誠, 坂本渉, 余語利信
  • Organizer: 日本セラミックス協会 第21回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場 (北九州市)
  • Year and Date: 2008-09-17
• [Presentation] 化学溶液法によるBiFeO3-BaTiO3薄膜の調製と評価 (2008)
  • Author(s): 伊藤裕矢, 守谷誠, 坂本渉, 余語利信
  • Organizer: 日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場、北九州市
  • Year and Date: 2008-09-17
• [Presentation] BiFeO3-(K, Na)NbO3系セラミックスの作製とその特性 (2008)
  • Author(s): 古橋貢至, 守谷誠, 坂本渉, 余語利信
  • Organizer: 日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場、北九州市
  • Year and Date: 2008-09-17
• [Presentation] Electrical Properties of Multiferroic 0.7BiFeO_3-0.3PbTiO_3 Thin Films Prepared by Chemical Solution Deposition (2008)
  • Author(s): W. Sakamoto, A. Iwata, M. Moriya, T. Yogo
  • Organizer: Electroceramics XI
  • Place of Presentation: マンチェスター大学 (マンチェスター市, イギリス)
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] Electrical Properties of Multiferroic 0.7BiFeO3-0.3PbTiO3 Thin Films Prepared by Chemical Solution Deposition (2008)
  • Author(s): W. Sakamoto, A. Iwata, M. Moriya, T. Yogo
  • Organizer: Electroceramics XI
  • Place of Presentation: マンチェスター大学、マンチェスター市、イギリス
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] BiFeO3-BaTiO3薄膜の化学的合成とその特性 (2008)
  • Author(s): 伊藤裕矢, 守谷誠, 坂本渉, 余語利信
  • Organizer: 第36回東海若手セラミスト懇話会夏期セミナー
  • Place of Presentation: ホテルパルコ 岐阜市
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] BiFeO3-(K, Na)NbO3系固溶体セラミックスの作製と評価 (2008)
  • Author(s): 古橋貢至, 守谷誠, 坂本渉, 余語利信
  • Organizer: 第36回東海若手セラミスト懇話会夏期セミナー
  • Place of Presentation: ホテルパルコ、岐阜市
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] マルチフェロイックBiFeO_3-PbTiO_3薄膜の電気的特性の改善へのアプローチ (2007)
  • Author(s): 岩田 麻希、守谷 誠、坂本 渉、余語 利信
  • Organizer: 第18回日本MRS学術シンポジウム
  • Place of Presentation: 日本大学・駿河台校舎、東京
  • Year and Date: 2007-12-09
• [Presentation] 化学溶液法により調製したBiFeO_3-BaTiO_3薄膜のBaTiO_3組成が電気的特性へ及ぼす影響 (2007)
  • Author(s): 伊藤 裕矢、守谷 誠、坂本 渉、余語 利信
  • Organizer: 第18回日本MRS学術シンポジウム
  • Place of Presentation: 日本大学・駿河台校舎、東京
  • Year and Date: 2007-12-09
• [Presentation] Chemical Processing and Properties of Ferroelectric BiMO_3-PbTiO_3[M: Sc,Fe]Thin Films (2007)
  • Author(s): W. Sakamoto, A. Iwata, H. Yamazaki, T. Shimura, T. Yogo
  • Organizer: 7th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PacRim7)
  • Place of Presentation: 上海国際会議場、上海市、中国
  • Year and Date: 2007-11-14
• [Presentation] BiFeO_3-PbTiO_3系マルチフェロイック薄膜のケミカルプロセッシングとその特性 (2007)
  • Author(s): 岩田 麻希、守谷 誠、坂本 渉、余語 利信
  • Organizer: 日本セラミックス協会 第20回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学、名古屋市
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] モルフォトロピック相境界組成を有するBiFeO_3-PbTiO_3薄膜の化学的合成とその特性 (2007)
  • Author(s): 坂本 渉、岩田 麻希、志村 哲生、余語 利信
  • Organizer: 第68回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道工業大学、札幌市
  • Year and Date: 2007-09-05
• [Presentation] Chemical Processing and Properties of Ferroelectric BiFeO_3-PbTiO_3 Thin Films with Large Remanent Polarization (2007)
  • Author(s): W. Sakamoto, A. Iwata, T. Shimura, T. Yogo
  • Organizer: 10th International Conference and Exhibition of the European Ceramic Society
  • Place of Presentation: Estrel Convention Centerベルリン市、ドイツ
  • Year and Date: 2007-06-21
• [Presentation] Ferroelectric Properties of Chemically Synthesized Perovskite BiFeO_3-PbTiO_3 Thin Films (2007)
  • Author(s): A. Iwata, W. Sakamoto, T. Yogo
  • Organizer: The 16th IEEE International Symposium on Application of Ferroelectrics (ISAF) 2007
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂、奈良市
  • Year and Date: 2007-05-28