2020 Fiscal Year Annual Research Report
磁場印加PLDを用いた誘電体-磁性体複合薄膜における自発的相分離の動力学
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18H01705
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
脇谷 尚樹 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (40251623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川口 昂彦 静岡大学, 工学部, 助教 (30776480)
鈴木 久男 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (70154573)
坂元 尚紀 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (80451996)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 磁場印加PLD / 相分離 / スピノーダル分解 / エピタキシャル / 誘電体 / 磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、（１）薄膜のエピタキシャル成長時に生じるスピノーダル分解の動力学の解明、（２）組成波の伝搬方向の複合化による微構造制御と新機能の発現、の２点であり、これらの目的を達成するための研究項目は、
(a)時間分解型ダイナミックオーロラPLDの開発による、薄膜のエピタキシャル成長のその場観察を通した動力学の解明、
(b)スピノーダル分解時の拡散に伴う化学ポテンシャル計算による動力学の解明、
(c)複合組成薄膜を用いた組成波の伝搬方向の複合化による微構造制御と新機能の発現、の３項目であるが、(c)については令和元年度に一定の成果が出たため、令和2年度は(a)と(b)に取り組んだ。(a)については、チタン酸ストロンチウム単結晶基板上にAサイト過剰組成のチタン酸ストロンチウム薄膜を1,200Gの磁場中で成膜後、基板温度で時効して薄膜表面の結晶構造の変化をRHEEDでその場観察したところ、約150秒後にRHEED像が大きく変化し、成膜を再開するとRHEEDは元の像に戻ることを見いだした。このことは時効により表面でSrイオンの拡散が生じていることを示唆する。(b)については、フェーズフィールド法を用いた計算機シミュレーションにより、これまでに検討してきスピノーダル分解による自発的な超格子構造生成機構の妥当性を検証した。シミュレーションはA(SrTiO3)とB(SrO)について，初期組成の均一なAB合金と仮定して計算を行った。シミュレーションより、スピノーダル分解を引き起こすup-hill拡散の活性化エネルギーとして0.49 eVが得られた。この値は実験的に得られた0.25 eVと近い。一方で、自発的に超格子構造が生成する領域は限定されていることと、計算で得られた周期が実験的に得られている周期とは必ずしも一致していないため、今後の改良が必要であることも明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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