2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of multifunctional materials by structure control of nanogranular films
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17K06849
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| Research Institution | Research Institute for Electromagnetic Materials |
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Principal Investigator |
池田 賢司 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局, 研究員(移行) (40769569)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
薮上 信 東北学院大学, 工学部, 教授 (00302232)
小林 伸聖 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局等, 研究員(移行) (70205475)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノグラニュラー薄膜 / 磁気誘電効果 / 誘電率 / 磁気抵抗効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は、磁性金属として磁化の大きいFeCo、絶縁層としてバンドギャップが大きく高い絶縁性が期待できるMgFを用いたナノグラニュラー薄膜において、磁性金属組成の変化によりトンネル型磁気誘電（TMD)効果とトンネル型磁気抵抗(TMR)効果がどのように発現するのかを解析した。
FeCo組成が10at.%から35at.%の領域ではTMD効果が確認され、FeCo組成の増加に応じて誘電率が増加し、誘電緩和時間が減少することを確認した。TMD効果が確認される周波数帯域は、誘電緩和時間の減少に応じてそのピーク周波数が高周波側にシフトすることが観察された。
FeCo組成が25at.%以上の領域では、絶縁性の低下とともにTMR効果が確認されるようになり、磁性金属組成の増加に応じて抵抗変化率が高くなることが確認された。（FeCo組成25-35at.%の範囲では、TMR効果とTMD効果がともに観測される)
以上の結果から、TMD効果とTMR効果の特性が遷移する境界はFeCo組成30at.%付近に存在しており、それぞれの効果を示す組成の薄膜を交互に積層させることにより、TMD-TMR効果を組み合わせた新しい電気伝導特性を発現させることが可能であることが分かる。また、TMD効果の誘電緩和時間が磁性金属組成に応じて変化することから、異なる磁性金属組成を有するTMD効果薄膜を積層することにより、その界面近傍において2つの異なる誘電緩和時間を有する電気分極が形成される。この場合、誘電率の周波数特性において一般的な緩和モデルとは異なる挙動を示すことに加え、TMD効果の周波数特性においても単純な2つのピークの組み合わせとは異なる挙動を示すことが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
所属機関の移転作業に伴い、ナノグラニュラー薄膜の作製、および上部・下部の電極の形成ができない期間が約半年（8月から翌1月まで)ほど存在し、測定試料の作製ができなくなったため
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| Strategy for Future Research Activity |
今季設計した薄膜試料構造に基づき、薄膜試料を作製し、高周波電気測定および微細構造観察を行うことにより、薄膜構造とTMD/TMR効果の周波数特性の関係を明らかとする。
上記結果を踏まえ、薄膜構造の最適化を行い、高周波電気特性の磁界による制御を試みる。
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