スピネル型酸化物および有機無機交互積層人工格子薄膜の作製およびその光誘起磁化

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02J04864
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山本 洋平 大阪大学, 産業科学研究所, 特別研究員(PD)
• Keywords: 人工超格子薄膜 / 酸化物 / 炭化物 / 断面TEM / 2次イオン質量分析 / マンガン酸化物 / エピタキシャル結晶成長 / 二重交換強磁性

Research Abstract

PLD (Pulsed-Laser-Deposition)法を用いて、非平衡系で酸化物と炭化物の交互積層を行うことにより、酸化物(MgO)-炭化物(TiC)交互積層人工格子の作製に成功した。X線回折測定から、明確な超格子ピークおよびサテライトピークが観測され、予想周期構造が実現しているものと考えられる。また、SIMS(2次イオン質量分析)測定においても、MgO層とTiC層が交互に積層していることが確認できた。さらに断面TEM観察により、より直接的に、積層構造を確認するとともに、TEDパターンから、TiC層とMgO層が互いにエピタキシャル成長していることも確認できた。現時点では各原子層数が(5:5)程度の人工格子作製に成功している。酸化物-炭化物の原子レベルでのエピタキシャル交互積層構造は初めてのものであり、今後様々な物質の組合せでの交互積層人工超格子作製の可能性を示唆するものである。
また、2重交換相互作用により室温近辺で絶縁体-金属転移を伴って強磁性転移を示す、(La,Ba)MnO_3を、PLD法により薄膜化し、光照射による磁化変化に関する研究を行なった。基板として用いたSrTiO_3は、バンドギャップが3.2eVであることから、光源としてXeランプの紫外部分、もしくはGaNによる半導体レーザーを用いた。光照射による磁化および強磁性転移温度を、SQUID磁化測定および磁気光学Kerr効果により測定した。STO基板内において生じたホールが光起電力によりLBMO中へ注入され、LBMO内のキャリア数が増加することにより、強磁性転移温度が変化することが予測できる。

Research Products

• [Publications] Youhei Yamamoto, Hidekazu Tanaka, Tomoji Kawai: "Appearance of magnetic blocking temperature in zinc magnesium mixed ferrite thin films"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 261,1-2. 263-268 (2003)
• [Publications] Yohei Yamamoto, Hidekazu Tanaka, Tomoji Kawai: "Construction of oxide-carbide artificial superlattices using C_<60>-assisted pulsed-laser-deposition technique"Journal of Crystal Growth. (Accepted). (2004)