2001 Fiscal Year Annual Research Report

レーザーMBE法と基板方位制御による低次元量子スピン系人工格子の創製

Research Project

Project/Area Number	12046248
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	田畑仁大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (00263319)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田中裕行大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (20314429)
Keywords	強誘電体 / 強磁性体 / 人工格子 / ペロブスカイト / レーザーMBE / メモリ素子 / 機能調和材料 / 構造相転移
Research Abstract	誘電体でありかつ磁性を有する機能性酸化物人工格子を形成することにより、誘電特性だけではなく磁性をも任意に制御できることを示した。特に(111)面は、結晶学的にみると酸素イオンの細密充填面であるため、ほとんどの機能性酸化物において良好な整合成長(エピタキシャル成長)が期待できる。ペロブスカイトとスピネルといった異なる結晶系のヘテロ成長も可能であると思われる。さらに(110)面への人工格子において、同一イオンの1次元配列を可能にし、低次元スピン、光機能、導電性機能等において新しい機能発現を示唆する知見を得た。 (110)方向への積層を制御した人工格子法において低次元物質を合成した。ペロブスカイト構造を有するSrTiO_3(110)面上に磁性体と非磁性体を交互積層することにより物質の次元性を制御し、1次元の磁性体を人工的に合成することを期待した実験である。具体的には強磁性金属SrRuO_3と非磁性絶縁体BaTiO_3とをSrTiO_3(110)面上に交互積層し関層周期を短周期化(次元性を低下)させて行くと、SrRuO_3が11層、BaTiO_3が11層(11/11)の時に強磁性、金属的な電気伝導供に揺らぎが生じはじめ、2/5の時に磁気特性は反強磁性に変化し、電気伝導に強い異方性が現れることが明らかになった。これは、磁性金属の低次元化によって電気、磁気特性に大きな変化が現れることを意味している。このように積層方向を制御した人工格子法を用い、様々の物質を組み合わせることによって通常の合成法では作製できないような面自い特性を持った物質を作製することが明らかとなった。

Research Products
(23 results)

All Other

All Publications (23 results)

[Publications] K.Ueda: "Artificial Control of Spin Order and Magnetic Properties in LaCrO_3-La Fe O_3 and LaMnO_3-LaFeO_3 Superlattices"Appl.Phys.A. (in press). (2001)
[Publications] X.L.Guo: "Fabrication and Optoelectronic Properties of a Transparent ZnO Homostructural Light-Emitting Diode"Jpn.J.Appl.Phys.. 40. L177-L180 (2001)
[Publications] K.Ueda: "Atomic ordering in the LaFe_<0.5>Mn_<0.5>O_3 solution film"Appl.Phys.Lett.. 78(4). 512-514 (2001)
[Publications] X.L.Guo: "Pulsed laser reactive deposition of p-type ZnO film enhanced by an electron cyclotron resonance source"J.Cryst.Growth. 223. 135-139 (2001)
[Publications] K.Ueda: "Control of magnetic properties in LaCrO_3-LaFeO_3 artificial superlattices"J.Appl.Phys.. 89(5). 2847-2851 (2001)
[Publications] Y.Hotta: "Optimization of electronic-band alignments at ferroelectric (Zn_XCd_<1-X>)S/Si(100) interfaces"Appl.Phys.Lett.. 78(21). 3283-3285 (2001)
[Publications] M.Joseph: "Febrication of the low-resistive p-type ZnO by codoping method"Physica B. 302-303. 140-148 (2001)
[Publications] S.Tanaka: "Formation of two-dimensional network structure of DNA molecules on Si substrate"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(4B). L407-L409 (2001)
[Publications] S.Tanaka: "Formation of two dimensional network structure of DNA molecules on highly ordered pyrolytic graphite surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(6A). 4217-4220 (2001)
[Publications] J.H.Choi: "Initial preferred growth in zinc oxide thin films on Si and amorphous substrates by a pulsed laser deposition"J.Cryst.Growth. 226. 493-500 (2001)
[Publications] E.Rokuta: "Ferroelectric Bi_4Ti_3O_<12> Films on Si(100) with An Ultrathin Buffer Layer of Silicon Oxynitride : A Comparative Study Using X-Ray Photoelectron Spectroscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(9B). 5564-5568 (2001)
[Publications] K.Ueda: "Magnetic and electric properties of transition-metal-doped ZnO films"Appl.Phys.Lett.. 79(7). 988-990 (2001)
[Publications] Y.Maeda: "Two-dimensional assembly of gold nanoparticles with a DNA network template"Appl.Phys.Lett.. 79(8). 1181-1183 (2001)
[Publications] E.Rokuta: "Effects of an ultrathin silicon oxynitride buffer layer on electrical properties of ferroelectric Bi_4Ti_3O_<12> thin films on p-Si(100) surfaces"Appl. Phys. Lett.. 79(3). 403-405 (2001)
[Publications] L.T.Cai: "Probing electrical properties of oriented DNA by conducting atomic force microscopy"Nanotechnology. 12. 211-216 (2001)
[Publications] Y.Muraoka: "Effects of light-irradiation on spin-glass state and magnetoresistive properties of Zn_<0.5>Co_<0.5>Fe_2O_4 spinel ferrite films"Solid State Commn.. 120. 255-258 (2001)
[Publications] Hide Tanaka: "Novel functional magnetic oxide artificial lattices in strongly correlated electron system"Transactions of the Mat.Res.Soc.of Japan. 26(3). 1033-1036 (2001)
[Publications] H.Saeki: "Magnetic and electric properties of vanadium doped ZnO films"Solid State Comm.. 120. 439-443 (2001)
[Publications] E.Rokuta: "Interface control of Bi_4Ti_3O_<12> film growth on Si(100) by use of an ultrathin silicon oxynitride buffer layer"Appl.Phys.Lett.. 79(12). 1858-1860 (2001)
[Publications] 田畑仁: "遷移金属酸化物人工格子によるスピン制御"応用物理. 70. 285-290 (2001)
[Publications] 田畑仁: "DNA配線-DNA分子素子を目指して-"高分子. 50. 251 (2001)
[Publications] 田畑仁: "DNAの自己組織化構造と物性"日本結晶成長学会誌. 28. 174-182 (2001)
[Publications] 川合知二: "ナノテクノロジーのすべて"工業調査会. 287 (2001)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

レーザーMBE法と基板方位制御による低次元量子スピン系人工格子の創製

Principal Investigator

田畑 仁 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (00263319)

Research Products

[Publications] K.Ueda: "Artificial Control of Spin Order and Magnetic Properties in LaCrO_3-La Fe O_3 and LaMnO_3-LaFeO_3 Superlattices"Appl.Phys.A. (in press). (2001)

[Publications] X.L.Guo: "Fabrication and Optoelectronic Properties of a Transparent ZnO Homostructural Light-Emitting Diode"Jpn.J.Appl.Phys.. 40. L177-L180 (2001)

[Publications] K.Ueda: "Atomic ordering in the LaFe_<0.5>Mn_<0.5>O_3 solution film"Appl.Phys.Lett.. 78(4). 512-514 (2001)

[Publications] X.L.Guo: "Pulsed laser reactive deposition of p-type ZnO film enhanced by an electron cyclotron resonance source"J.Cryst.Growth. 223. 135-139 (2001)

[Publications] K.Ueda: "Control of magnetic properties in LaCrO_3-LaFeO_3 artificial superlattices"J.Appl.Phys.. 89(5). 2847-2851 (2001)

[Publications] Y.Hotta: "Optimization of electronic-band alignments at ferroelectric (Zn_XCd_<1-X>)S/Si(100) interfaces"Appl.Phys.Lett.. 78(21). 3283-3285 (2001)

[Publications] M.Joseph: "Febrication of the low-resistive p-type ZnO by codoping method"Physica B. 302-303. 140-148 (2001)

[Publications] S.Tanaka: "Formation of two-dimensional network structure of DNA molecules on Si substrate"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(4B). L407-L409 (2001)

[Publications] S.Tanaka: "Formation of two dimensional network structure of DNA molecules on highly ordered pyrolytic graphite surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(6A). 4217-4220 (2001)

[Publications] J.H.Choi: "Initial preferred growth in zinc oxide thin films on Si and amorphous substrates by a pulsed laser deposition"J.Cryst.Growth. 226. 493-500 (2001)

[Publications] E.Rokuta: "Ferroelectric Bi_4Ti_3O_<12> Films on Si(100) with An Ultrathin Buffer Layer of Silicon Oxynitride : A Comparative Study Using X-Ray Photoelectron Spectroscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(9B). 5564-5568 (2001)

[Publications] K.Ueda: "Magnetic and electric properties of transition-metal-doped ZnO films"Appl.Phys.Lett.. 79(7). 988-990 (2001)

[Publications] Y.Maeda: "Two-dimensional assembly of gold nanoparticles with a DNA network template"Appl.Phys.Lett.. 79(8). 1181-1183 (2001)

[Publications] E.Rokuta: "Effects of an ultrathin silicon oxynitride buffer layer on electrical properties of ferroelectric Bi_4Ti_3O_<12> thin films on p-Si(100) surfaces"Appl. Phys. Lett.. 79(3). 403-405 (2001)

[Publications] L.T.Cai: "Probing electrical properties of oriented DNA by conducting atomic force microscopy"Nanotechnology. 12. 211-216 (2001)

[Publications] Y.Muraoka: "Effects of light-irradiation on spin-glass state and magnetoresistive properties of Zn_<0.5>Co_<0.5>Fe_2O_4 spinel ferrite films"Solid State Commn.. 120. 255-258 (2001)

[Publications] Hide Tanaka: "Novel functional magnetic oxide artificial lattices in strongly correlated electron system"Transactions of the Mat.Res.Soc.of Japan. 26(3). 1033-1036 (2001)

[Publications] H.Saeki: "Magnetic and electric properties of vanadium doped ZnO films"Solid State Comm.. 120. 439-443 (2001)

[Publications] E.Rokuta: "Interface control of Bi_4Ti_3O_<12> film growth on Si(100) by use of an ultrathin silicon oxynitride buffer layer"Appl.Phys.Lett.. 79(12). 1858-1860 (2001)

[Publications] 田畑 仁: "遷移金属酸化物人工格子によるスピン制御"応用物理. 70. 285-290 (2001)

[Publications] 田畑 仁: "DNA配線-DNA分子素子を目指して-"高分子. 50. 251 (2001)

[Publications] 田畑 仁: "DNAの自己組織化構造と物性"日本結晶成長学会誌. 28. 174-182 (2001)

[Publications] 川合 知二: "ナノテクノロジーのすべて"工業調査会. 287 (2001)

田畑仁大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (00263319)

[Publications] 田畑仁: "遷移金属酸化物人工格子によるスピン制御"応用物理. 70. 285-290 (2001)

[Publications] 田畑仁: "DNA配線-DNA分子素子を目指して-"高分子. 50. 251 (2001)

[Publications] 田畑仁: "DNAの自己組織化構造と物性"日本結晶成長学会誌. 28. 174-182 (2001)

[Publications] 川合知二: "ナノテクノロジーのすべて"工業調査会. 287 (2001)