ゾル・ゲル法による多機能エレクトロニク・セラミクス薄膜の作製と薄膜電子素子の応用

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650379
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 藤井 壽崇 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90023168)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 光輝 豊橋技術科学大学, 技術開発センター, 助教授 (90159997)
• Keywords: ゾル・ゲル法 / スピン・コーティング / 磁性ガ-ネット薄膜 / 磁気光学効果 / 高ビスマス置換YIG薄膜 / アモルファス酸化物薄膜 / 強磁性・強誘電性

Research Abstract

われわれは既に硝酸塩とエチレン・グリコールのゲル化反応を用いたゾル・ゲル法は鉄ベ-の磁性酸化物合成に広く適用できる有用な化学的材料創製手法であり,ゲル溶液を基板上にスピン・コーティングによって高品質の磁性ガ-ネットやスピネル・フェライト薄膜を作製できることを報告した.また,本法は組成ズレを小さく抑えることができるので,多くの金属イオンを含む複合セラミクス作製に適した方法といえる.この観点から以下の研究を行った.
(1)高Bi置換YIG薄膜の作製……Y等希土類元素をYIGで置換すると青色波長域で磁気ファラ-効果が著しく増強されることが知られている.しかし通常の方法ではBi置換量はx=1.2-1.3が限界であった.われわれは低Bi置換YIG層上に高Bi置換YIG薄膜をつけるという二段コーティングによってx=2.6の単相ガ-ネットの高品位膜を作製できた.
(2)Bi_2O_3-Fe_2O_3-PbTiO_3アモルファス酸化物薄膜の作製と強磁性・強誘電性……われわれは以に反応性スパッタで作製されるBi_2O_3-Fe_2O_3-PbTiO_3アモルファス酸化物薄膜が室温において強磁性と強誘電性が共存するという興味ある特異な性質をもつことを見出した.しかしスパッタ膜には欠陥を含み電極間短絡を生じ信頼できる誘電特性の測定が困難であった.欠陥のない高品位膜がゾル・ゲル法で作製でき,強磁性と強誘電性に密接な相関があることを示した.

Research Products

• [Publications] M.Inoue et al.: "Magneto-optical Faradav effect of discontinuous magnetic media with a one-dimensuonal array structure" Journal of Applied Physics. 79・3. 1611-1624 (1996)
• [Publications] N.Okamura et al.: "High bismuth substituted yttrium iron garnet films prepared by gel coating technique" Journal of Magnetics Society of Japan. 20・S1. 345-348 (1996)
• [Publications] M.Inoue at al.: "Effect of structual irregurality on propagation properties of optical waves in tinuous magneto-optical media with 1-dimensional quasirqndom array struc" Journal of Applied Physics. 79・8. 5988-5990 (1996)
• [Publications] T.Wada et al.: "Magnetic properties of amorphous-like oxides of the Bi_2O_3-Fe_2O_3-PbTiO_3 system synthesized by sol-gel method" Material Science & Engineering. (in print). (1996)
• [Publications] T.Wada et al.: "Ferromagnetism and ferroelectricity of Bi_2O_3-Fe_2O_3-PbTiO_3 amorphous oxide films prepared by gel-coating technique" Applied Surface Science. (in Print). (1996)
• [Publications] T.Fujii et al.: "Amornhous oxide films of the Bi_2O_3-Fe_2O_3-PbTiO_3 system coexisting ferromagnetism and ferroelectricity prepared by gel-coating" Journal de Physique. (in Print). (1996)