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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Basic study of magnetic transcription of high-performance magnetic thin films by applying electric field to ferromagnetic and ferroelectric thin films

Research Project

Project/Area Number 20H02195
Research InstitutionAkita University

Principal Investigator

吉村 哲  秋田大学, 理工学研究科, 教授 (40419429)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 肖 英紀  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (10719678)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords強磁性・強誘電薄膜 / 電界印加磁気転写 / 高機能金属磁性薄膜
Outline of Annual Research Achievements

これまでの(Bi,La)(Fe,Co)O3薄膜において、比較的大きな飽和磁化(80 emu/cm3)とこれまでほとんど報告されていない垂直磁気異方性(垂直方向保磁力/面内方向保磁力(Hc⊥/Hc//):1.6)が得られていた。今回、他のランタノイド元素としてNd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er、他の遷移元素としてNiを用いた。(Bi,Nd)(Fe,Co)O3薄膜において大きな飽和磁化(140 emu/cm3)が得られ(Int. J. Soc. Mater. Eng. Res.)、(Bi,La)(Fe,Ni)O3薄膜において大きな垂直磁気異方性(Hc⊥/Hc//:4.1)が得られ(日本素材物性学会誌)、(Bi,La)(Fe,Co)O3薄膜において大きな磁気Kerr回転角(0.67°)が得られた(Nano-structures and Nano- objects, 投稿中)。これらの特性はデバイス応用に極めて有用である。また、磁気転写に有効と思われる飽和磁化の大きな材料である(Bi,Nd)(Fe,Co)O3薄膜の局所電界印加による磁化反転の検証において、これまでより大きな磁気信号が発生していた。このことから、本材料は磁気転写における磁化反転割合をこれまで以上に大きくできることが期待される。
磁気メモリ用材料として有望なスキルミオンを生ずる材料において、そのスキルミオンサイズを小さくするために、代表的なスキルミオン材料であるベータMn型Co-Znにおいて、種々の元素を添加した3元系または4元系合金を作製し、それらの磁性への元素置換効果を明らかにした。特に、2つの原子サイトに着目し,この2つのサイトに添加元素を選択置換させることで、スキルミオンが形成する温度の目安となるキュリー温度の制御が可能であることを示した。これらの結果はスキルミオンサイズの設計に有用な情報となる。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (36 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] VIT大学(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      VIT大学
  • [Journal Article] 強磁性・強誘電(Bi,La)(Fe1-yMy)O3(M=Ni,Co)薄膜の磁気特性に及ぼすBサイトの置換元素および置換量の効果2023

    • Author(s)
      鈴木悠太, 尾関拓海, 江川元太, 吉村哲
    • Journal Title

      日本素材物性学会誌

      Volume: 33 Pages: 未定

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Observation of clear magnetization and polarization reversal by local electric field in BiFeO3-based multiferroic thin film with using metallic MFM tip with optimized magnetization2022

    • Author(s)
      Satoru Yoshimura, Genta Egawa
    • Journal Title

      Proceedings of 2022 IET International Conference on Engineering Technologies and Applications

      Volume: 1 Pages: 22363628

    • DOI

      10.1109/IET-ICETA56553.2022.9971567

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigations on Spintronic RFeO3 Crystals Grown by Optical Floating Zone Technique2022

    • Author(s)
      P. Ramesh Babu, S. Kalainathan, and S. Yoshimura
    • Journal Title

      International Journal of the Society of Materials Engineering for Resources

      Volume: 25-2 Pages: 179-182

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of (Bi0.5L0.5)(Fe0.7Co0.3)O3 (L=La, Nd, Sm, Gd, Dy) thin films with excellent magnetic properties for magnetic device application2022

    • Author(s)
      S. Ratha, D. Yamamoto, K. Takeda, M. Kuppan, G. Egawa, and S. Yoshimura
    • Journal Title

      International Journal of the Society of Materials Engineering for Resources

      Volume: 25-2 Pages: 174-178

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of BiFeO3-based multiferroic thin films with large saturation magnetization and perpendicular magnetic anisotropy - The effect of the Co substitution against Fe on magnetic properties -2022

    • Author(s)
      T. Ozeki, D. Yamamoto, G. Egawa, and S. Yoshimura
    • Journal Title

      Journal of the Magnetic Society of Japan

      Volume: 46-3 Pages: 64-69

    • DOI

      10.3379/msjmag.2205R003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] (Bi1-xBax)(Fe1-yCoy)O3強磁性・強誘電薄膜における飽和磁化・垂直磁気異方性・磁気Kerr効果に及ぼすCo置換量の影響とその起源に関する検討2022

    • Author(s)
      尾関拓海, 江川元太, 吉村哲
    • Journal Title

      映像情報メディア学会技術報告

      Volume: 46-16 Pages: 45-51

  • [Journal Article] (BiFeO3薄膜における強磁性誘導のためのAサイトのアルカリ土類元素置換およびレーザーアシスト加熱成膜・後アニールの効果2022

    • Author(s)
      鈴木陸, 尾関拓海, 江川元太, 吉村哲
    • Journal Title

      映像情報メディア学会技術報告

      Volume: 46-16 Pages: 37-44

  • [Presentation] Investigation of Etching Resistance in BiFeO3-based Multiferroic Thin Films with Excellent Magnetic Properties for Magnetic Nano Device Applications2023

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Riku Suzuki, Daichi Yamamoto, Kotaro Takeda, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, Satoru Yoshimura
    • Organizer
      7th International Conference on Nanoscience and Nanotechnology (ICONN-2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] (Bi,La)(Fe1-yMy)O3 (M = Co,Ni)強磁性・強誘電性薄膜におけるBサイト置換元素種および置換量が磁気特性に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      鈴木悠太,尾関拓海,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Development of BiFeO3-Based Multiferroic Thin Films with Excellent Magnetic Properties and Investigation of Their Etching Resistance for Magnetic Nano Device Applications2023

    • Author(s)
      S. Ratha, R. Suzuki, K. Takeda, D. Yamamoto, M. Kuppan, G. Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] BiFeO3系強磁性・強誘電薄膜の結晶性と磁気・誘電特性におよぼすレーザーアシスト加熱成膜・後アニールの効果2023

    • Author(s)
      鈴木陸,尾関拓海,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      強的秩序とその操作に関わる第16 回研究会
  • [Presentation] Development of High-Functional Multiferroic Thin Films for Application to Low Power Consumption Magnetic Devices2022

    • Author(s)
      Satoru Yoshimura
    • Organizer
      9th Malaysia-Japan Photovoltaics Workshop (MJPVW 2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 強磁性・強誘電薄膜を用いた新規な電圧駆動型の空間光変調器の基礎検討2022

    • Author(s)
      吉村哲
    • Organizer
      2022年映像情報メディア学会年次大会
    • Invited
  • [Presentation] Fabrication of BiFeO3-based Multiferroic Thin Films with Suitable Magnetic Properties for Various Magnetic Devices with Low Power Consumption2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Riku Suzuki, Daichi Yamamoto, Kotaro Takeda, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      2nd International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology (ICAMN-2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement of Magnetic Properties in BiFeO3-based Multiferroic Thin Films for Devices Applications with Low Energy Consumptions2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Daichi Yamamoto, Kotaro Takeda, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      Advanced Materials for Strategic Application and Sustainable Future (AMSAS-2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of (Bi,Eu)(Fe,Co)O3 Multiferroic Thin Films with high Saturation Magnetization and Curie Temperature for Magnetic Device Applications2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Daichi Yamamoto, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, Satoru Yoshimura
    • Organizer
      The International Conclave on Materials, Energy & Climate (ICMEC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Effect of the Eu Substitution against Bi on Important Magnetic Properties for Device Applications in Multiferroic (Bi,Eu)(Fe,Co)O3 Thin Films2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Daichi Yamamoto, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      National Conference on Advances in Condensed Matter Physics (ACMP-2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Multiferroic BiFeO3 based Thin Films with Excellent Magnetic Properties for Reduction of Energy Consumption in Magnetic Devices2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Takumi Ozeki, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      13th Indian scientist association in Japan (ISAJ) Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement in the saturation magnetization and Curie temperature of Bismuth Ferrite multiferroic thin films by substituting Europium and Cobalt2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Daichi Yamamoto, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      3rd National Conference on Materials and Devices (3rd NCMD-2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Observation of clear magnetization and polarization reversal by local electric field in BiFeO3-based multiferroic thin film with using metallic MFM tip with optimized magnetization2022

    • Author(s)
      Satoru Yoshimura and Genta Egawa
    • Organizer
      2022 IET International Conference on Engineering Technologies and Applications
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of Lanthanides and Cobalt substituent in the magnetic properties of Bismuth Ferrite multiferroic thin films2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Takumi Ozeki, Daichi Yamamoto, Kotaro Takeda, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      The 12th Annual Symposium on Magnetics 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enhancement of Magnetic Properties by Lanthanides substitution in (Bi,L)(Fe,Co)O3 (L = La, Nd, Sm, Gd, Dy, Er) Multiferroic Thin films2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Kotaro Takeda, Daichi Yamamoto, Genta Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      The IEEE Around-The-Clock Around-The-Globe Magnetics Conference 2022 (AtC-AtG 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetic properties of multiferroic Bismuth Ferrite based thin films with Lanthanides and Cobalt doping fabricated by pulsed DC reactive sputtering method2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Daichi Yamamoto, Kotaro Takeda, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      International Online Conference on Nano Materials (ICN 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enhancement of Magnetic Properties by Lanthanides substitution in (Bi,L)(Fe,Co)O3 (L = La, Nd, Sm, Gd, Dy, Er) Multiferroic Thin films2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha, Daichi Yamamoto, Kotaro Takeda, Yuuta Suzuki, Munusamy Kuppan, Genta Egawa, and Satoru Yoshimura
    • Organizer
      National Conference on Functional Materials and its Application Aspects (NCFMAA-2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 反応性パルスDCスパッタリング法を用いた高飽和磁化・高保磁力窒化鉄薄膜作製の試み2022

    • Author(s)
      勝山郁子,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      映像情報メディア学会2022年冬季大会
  • [Presentation] (Bi,L)(Fe,Co)O3 (L:ランタノイド) 強磁性・強誘電性薄膜における Biに対するランタノイド置換が飽和磁化・垂直磁気異方性・磁気Kerr回転角に及ぼす効果2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha,鈴木陸,鈴木悠太,武田航太朗,山本大地,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      第46回日本磁気学会学術講演会
  • [Presentation] BiFeO3系強磁性・強誘電薄膜におけるレーザーアシスト加熱成膜・後アニールが飽和磁化・磁気Kerr回転角に及ぼす効果2022

    • Author(s)
      鈴木陸,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      第46回日本磁気学会学術講演会
  • [Presentation] (Bi1-xLx)(Fe,Co)O3 (L= La, Nd, Sm, Gd, Dy, Er) 強磁性・強誘電性薄膜の 磁気特性に及ぼすBiに対する置換元素の影響2022

    • Author(s)
      Soumyaranjan Ratha,武田航太朗,山本大地,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      映像情報メディア学会年次大会2022
  • [Presentation] (Bi,La)(Fe1-yCoy)O3強磁性・強誘電薄膜の磁気特性に及ぼすFeに対するCo置換量の影響とその起源に関する検討2022

    • Author(s)
      尾関拓海,鈴木悠太,山本大地,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      映像情報メディア学会年次大会2022
  • [Presentation] BiFeO3系強磁性・強誘電薄膜の磁気特性に及ぼすレーザーアシスト加熱成膜・後アニールの影響2022

    • Author(s)
      鈴木陸,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      映像情報メディア学会年次大会2022
  • [Presentation] 強磁性・強誘電(Bi,La)(Fe1-yMy)O3(M=Ni,Co)薄膜の磁気特性に及ぼすBサイトの置換元素および置換量の効果2022

    • Author(s)
      鈴木悠太,尾関拓海,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      日本素材物性学会令和4年度年会
  • [Presentation] 強磁性・強誘電薄膜の高感度ドメイン観察のための種々の磁化を有する探針の作製とその保磁力評価2022

    • Author(s)
      江川元太,遠藤健矢,細谷亮太,吉村哲
    • Organizer
      日本素材物性学会令和4年度年会
  • [Presentation] BiFeO3薄膜における強磁性誘導のためのAサイトのアルカリ土類元素置換およびレーザーアシスト加熱成膜・後アニールの効果2022

    • Author(s)
      鈴木陸,尾関拓海,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      マルチメディアストレージ研究会
  • [Presentation] (Bi1-xBax)(Fe1-yCoy)O3強磁性・強誘電薄膜における飽和磁化・垂直磁気異方性・磁気Kerr効果に及ぼすCo置換量の影響とその起源に関する検討2022

    • Author(s)
      尾関拓海,江川元太,吉村哲
    • Organizer
      マルチメディアストレージ研究会
  • [Remarks] 国立大学法人 秋田大学 大学院理工学研究科 物質科学専攻 吉村研究室

    • URL

      http://www.gipc.akita-u.ac.jp/~yoshimura-labo/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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