2018 Fiscal Year Research-status Report
Artificial nano strain induced ferromagnetic material nanocomposite films
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18KK0414
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| Research Institution | Seikei University |
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Principal Investigator |
三浦 正志 成蹊大学, 理工学部, 教授 (10402520)
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2018 – 2020
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| Keywords | 圧電材料 / 強磁性材料 / ナノ歪 / 電気材料 / スピンデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本国際共同研究では、基課題の人工ナノ歪制御技術を熱電や超伝導だけでなく、電子が有する磁石としての性質(スピン)を利用したスピントロニクスデバイスに発展させることを目指す。具体的には、独自薄膜作製技術を活かし強磁性材料La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)エピタキシャル薄膜に対してコヒーレントにナノ柱状圧電材料を導入し基板から剥がすことでFreestanding薄膜を作製する。これを金属強磁性層で挟んだ素子を作製し外部から与えられる歪や電圧によりナノ柱状圧電材料の格子定数を変化させ、母層のLSMOの磁性を制御、この変化による電気抵抗の“大”と“小”をデジタル情報の“0”と“1”として対応させる。このように歪を積極的に利用した圧電・強磁性ナノコンポジット薄膜素子を開発することでこれまでにない『歪利用スピンデバイス』への展開が期待される。2018年度は、共同研究先である米国スタンフォード大学での実験準備として、成蹊大学でMOD法を用いて異なる基板上にLSMO薄膜を作製し、電気抵抗及び磁化の温度依存性を調べた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予備実験としてMOD法を用い機械的歪印加がLSMO薄膜の磁化特性に及ぼす影響の検討を行った。異なる格子乗数を有する基板にLSMO薄膜を作製し、基板からの歪がLSMO薄膜の磁化特性に及ぼす影響を調べた。また、引っ張り歪や圧縮歪の影響をさらに検討するために、フレキシブル金属基板上LSMO薄膜を作製し、曲げ歪(c軸方向に圧縮歪)が磁化特性に及ぼす影響を調べた。以上のようにおおむね順調と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、スタンフォード大学と共同で基課題のナノ歪制御技術を活かしこれまでにない『歪利用スピンデバイス』への展開を目的に、PLD法を用いて強磁性材料LSMOエピタキシャル薄膜に対してコヒーレントナノ柱状圧電材料 BZT-BCTを導入し、単結晶基板から剥がすことでFreestanding薄膜を作製する。ナノ歪がFreestanding薄膜の特性へ及ぼす影響を調べるためにBZT-BCTの組成、密度やサイズを変え、LSMOの磁化や磁気抵抗特性を評価する。最終的に歪を積極的に利用した圧電・強磁性ナノコンポジット薄膜素子の創製を目指す。本研究では、強磁性体と圧電材料の格子定数差を利用し、電圧の有無により磁性制御を行うため、圧電材料の選定、組成、成長環境やサイズ・密度を制御することが重要となる。
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