2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of phase separated multiferroic composite film for the voltage driven ultrafast low power consumption light control device
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16H04329
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
中村 雄一 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20345953)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 太一 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00721507)
内田 裕久 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30271000)
井上 光輝 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90159997)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マルチフェロイック複合膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
① 相分離型マルチフェロイック薄膜材料の形成プロセスの確立
相分離型マルチフェロイック薄膜材料の形成プロセスについて、パルスレーザ堆積法を用いて、GGG(111)単結晶基板上にCoFe2O4(CFO)をバッファ層を導入することで、ほぼ二軸配向したBaTiO3(BTO)を成長できる技術を確立した。それを踏まえ、複合膜の形成技術を検討した結果、ガーネット柱のサイズ、間隔が数10μm以上と広い場合には同時成長は難しいが、そのサイズ・間隔を数μmオーダー以下に適切に制御し、電子線リソグラフィ技術によりパターン化したCFO/BTO層を形成することで、希土類鉄ガーネットを強磁性相とする相分離型マルチフェロイック薄膜材料を形成できる可能性を見いだした。
② MPC+マルチフェロイック複合膜の形成方法の検討
前年度の成果を踏まえ、全ガーネットの磁性フォトニック結晶(MPC)の作製と評価を試みた。上下の誘電体ミラーを3ペアとしてMPCを作製・評価した結果、膜厚ズレなどにより設計値の約70%程度の回転角となったもののMPCとしての特性は得られ、キャビティに①の成果を踏まえた複合膜を入れることで、目標とするMPC-マルチフェロイック複合膜が得られると期待できる。
③ マルチフェロイック複合膜への電極形成技術の検討
①の成果を踏まえ、マルチフェロイック薄膜複合材料への電極形成技術の検討を進めた結果、ペロブスカイト構造をもつ導電性酸化物であるSrRuO3(SRO)を下部電極して用いることで、GGG単結晶基板/CFOバッファ層上に下部電極付きの配向したBTO層を形成する技術を確立した。これを用いてGGG基板上の(111)配向したBTOの誘電特性を評価した結果、SROが下部電極として有効であることは確認できたが、得られた分極値は小さく、バッファ層上のBTOの結晶性を改善する必要があることが分かった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
