2021 Fiscal Year Final Research Report
Exploration of rare earth oxide spintronics using room temperature ferromagnetic oxide semiconductor with large magnetization
Project/Area Number |
18H03872
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡 大地 東北大学, 理学研究科, 助教 (20756514)
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Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | スピントロニクス / 酸化物エレクトロニクス / 薄膜新材料 / エピタキシャル成長 / ヘテロ構造 |
Outline of Final Research Achievements |
In fields of spintronics, ferromagnetic semiconductors are required to fulfill both high Curie temperature and large magnetization. However, such requirement has not been satisfied yet. In this study, we discovered high temperature ferromagnetic semiconductor with large magnetization, which is not diluted ferromagnetic semiconductor. In addition, we discovered various rare earth monoxides such as ferromagnetic metal, highly conducting semiconductors, and superconductor. Their simple rocksalt structure enables to fabricate their heteroepitaxial structures. This achievement paves the way to spintronics using electrically conducting rare earth oxides.
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Free Research Field |
固体化学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで希土類酸化物は、3価の希土類イオンをもつ酸化物がほとんどで、顕著な磁性もなく、電気もほとんど流さない物質と見なされてきた。本研究で、薄膜技術を活用した希土類酸化物の準安定相の合成を活用することにより、2価の希土類イオンをもつ希土類単酸化物が得られるようになった。その結果、希土類単酸化物が高い電気伝導性、超伝導性、低温強磁性や高温強磁性といった、多様な物性を示すことが明らかになった。特に、ガドリニウム単酸化物の示す室温に迫る高温強磁性は、磁性材料としても有望で、他に見つかった希土類単酸化物もスピントロニクスデバイスにも活用できる可能性がある。
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