1994 Fiscal Year Annual Research Report
3d遷移金属系エピタキシャル人工格子薄膜の結晶構造制御とその物性
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06452311
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Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松井 正顯 名古屋大学, 工学部, 教授 (90013531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土井 正晶 名古屋大学, 工学部, 助手 (10237167)
有田 正志 名古屋大学, 工学部, 講師 (20222755)
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| Keywords | 金属人工格子 / エピタキシャル成長 / RHEDD強度振動 / STM液中観察 / S&PPプロセス / 磁性 / fcc-Fe / bct-Ni |
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| Research Abstract |
まず、主設備のRHEED強度振動測定装置を設置し、RHEED像のその場連続観察が可能となった。また、溶解用の電子銃(EBガン)を使用していてもRHEED強度振動が測定できるようにミューメタルで磁気シールドを行い、すべての薄膜の成長過程をビデオで記録し、精密解析が可能となった。このビデオによる連続観察記録は世界的にも少なく研究の発展にとって重要な成果と考えられる。これを使って[fcc-Fe/Cu]人工格子のFe原子層の成長過程で原子層内部の原子間隔の緩和現象はほとんど無いことと、[bct-Ni/Fe]と[bcc-Cu/Fe]のNiやCuの原子層厚に対する結晶構造変化が解明された(金属学会講演会、物理学会講演会)。次に、[fcc-Fe/Cu}の基板に使用するCu基板表面をトンネル電子顕微鏡で液中観察することに成功し、基板研磨の各段階における表面状態が判明し、基板平坦性をスパッタリング装置で制御できることが判明した。超高真空以外で金属表面のSTM観察に成功したのは我々が最初であろう。この観察に関連してfcc-Feの磁性と基板平坦性の関係を発表し国際会議において大きな評価を得た(国際磁気会議(ICM,ワルシャワ)、薄膜の磁性と表面に関する国際会議(ICMFS,デュッセルドルフ)にて発表)。また、分子動力学法による薄膜の成長過程の計算機シミュレーションにおいて、応用した金メッキ膜の超音波接合に成功し、世界初の接触型磁気ヘッドの精密加工に応用した(関連記事が新聞報道された)。
この他にbct-Ni/bcc-Fe、bcc-Cu/bcc-Feの人工格子の研究では、原子層厚に対する詳細な構造変化が判明し非平衡結晶構造から平衡結晶構造へ原子移動を伴って変化する様子が明かになり表面原子の挙動が判明した。さらに、bct-Ni/bcc-Crのbct-Niは強磁性で磁気モーメントは低温(5K)で約0.5μ_Bであること、fcc-Cr/fcc/Cuのfcc-Crは低温で常磁性になることなどが判った。
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[Publications] 松井正顯: "非平衡金属薄膜の構造と磁性" 材料科学. 31. 22-28 (1994)
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[Publications] Seyed-Mohammad Tadayyon: "Solid-State Amorphization in Palladium/Titanium Multilayer Films during Sputter Deposition and Postdeposition Annealing" Japanese Journal of Applied Physics. 33. 4697-4702 (1994)
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[Publications] M.Matsui: "MD Simulation of Thin Film Using N-Body Embedded Potential" Transactions of Materials Research Socity of Japan. 16A. 295-298 (1994)
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[Publications] K.Ohmori: "Substitution Effects of 3d Transition Metal Elements,Zn and Li to Cu-Site of Bi-Oxide Superconductors" Transactions of Materials Research Society of Japan. 19A. 331-334 (1994)
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[Publications] M.Takahashi: "Magnetic Moment of α"-Fe_<16>N_2 Films" Journal of Applied Physics. 76. 6642-6647 (1994)
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[Publications] 堂山昌男: "分子動力学法による金属の気相からの結晶成長" 日本結晶成長学会誌. 21. S49-S56 (1994)
