2017 Fiscal Year Research-status Report
新規な電圧駆動型の高性能磁気光学素子の実現に向けた高機能強磁性・強誘電薄膜の作製
| Project/Area Number |
17K06784
|
|---|
| Research Institution | Akita University |
|---|
Principal Investigator |
吉村 哲 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (40419429)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 強磁性・強誘電薄膜 / 磁気カー効果 / 垂直磁気異方性 / パルスDCスパッタリング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、強磁性・強誘電薄膜を、ホログラフィ方式を実現する空間光変調器の素子における光変調層に新規に適用して、空間光変調器の素子を超低消費電力駆動化および超微細化することで、高精細な立体テレビを実現することを最終目的とし、磁気カー効果の大きい強磁性・強誘電薄膜を探索する。
これまでに作製してきた (Bi0.6Ba0.4)FeO3 強磁性・強誘電薄膜の磁気カー回転角度は０.０１度程度であり、強磁性・強誘電薄膜を空間光変調器用素子の光変調層として十分な機能性を得るためには、磁気カー回転角度を０.１度程度まで増大させる必要がある。
平成２９年度は、(Bi,La)(Fe,Co)O3 強磁性・強誘電薄膜の作製に、新たに取り組んだ。ここで、本薄膜を作製するにあたり、申請後に新たに検討することになった「反応性パルスDCスパッタリング法」を用いた。本成膜方法は、(Bi,Ba)FeO3 強磁性・強誘電薄膜の作製において、その高品位化に非常に有効であり、それまで用いていた通常のRFスパッタリング法で作製した薄膜に比較して、１.５倍の飽和磁化、７倍の絶縁性、が得られた。本成膜方法を、(Bi,La)(Fe,Co)O3 強磁性・強誘電薄膜の作製にも適用した結果、(Bi,Ba)FeO3 強磁性・強誘電薄膜の場合では得られなかった垂直磁気異方性（磁気カー効果の増大には効果的な物性）が発現し、保磁力も最大２倍程度増大した。そして、本薄膜の磁気カー効果を測定したところ、膜厚やレーザー波長によって変化はあるものの、最大１°程度の磁気カー回転角度が得られた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度目から２年度目にかけて、磁気カー効果の大きい強磁性・強誘電薄膜を探索することを計画していたが、上記の通り、「反応性パルスDCスパッタリング法」で作製した(Bi,La)(Fe,Co)O3 強磁性・強誘電薄膜において、膜厚やレーザー波長によって変化はあるものの、目標とする磁気カー回転角度０.１度の１０倍程度の値が得られた。よって、材料探索には目途がつき、現在、平成３０年度後半に予定していた、現在立ち上げ中の「電気磁気効果測定装置」の改良（高分解能化・高感度化・高印加電圧化）に向けた取り組みを行っている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
「反応性パルスDCスパッタリング法」で作製した(Bi,La)(Fe,Co)O3 強磁性・強誘電薄膜において、目標とする磁気カー回転角度０.１度の１０倍程度の値が得られたが、膜厚やレーザー波長によって、その値に変化があった。空間光変調器用素子の光変調層に適用させるためには、波長依存性が小さい方が好ましい。今後、磁気カー回転角度に波長依存性がある要因を突き止め、その依存性が小さい材料の探索や依存性を小さくする検出系の構築を行っている必要があると考えている。
|
| Causes of Carryover |
納期がかかる物品や装置改造を計画し、それらが平成29年度中に完了しなかったため、その年度の使用額が小さくなった。実際、昨年度中に、20万円程度の新薄膜材料、30万円程度の真空部品、70万円程度の装置改造、を発注しており、今現在、それらの納品を待っている状況である。これらを考慮すると、おおむね、順調に予算を使用していることになる。尚、これらの未納や未改造の影響を受けなかった、在庫材料を用いての薄膜作製において、非常に良好な特性が得られたため、平成２９年度から３０年度前半にかけて検討を行う予定であった薄膜作製に関しては、当初の計画以上に進展している。
|
