2010 Fiscal Year Annual Research Report
ナノギャップ電極を用いた単一及び少数結合型ハーフメタル・ナノ微粒子の物性計測
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21360345
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
小堀 裕己 甲南大学, 理工学部, 准教授 (90202069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 哲夫 (独)産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (40357215)
内藤 泰久 (独)産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究員 (10373408)
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| Keywords | ナノギャップ電極 / ナノマニピュレーション / ナノ微粒子 / 物性計測 / ハーフメタル |
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| Research Abstract |
これまでの研究で、研究分担者の清水および内藤は、斜め蒸着法を用いて10nm程度まで制御可能なナノギャップ電極の作製に成功した。研究代表者の小堀は、マグネタイトの単一ナノ微粒子の特性を間接的に評価するために、マグネタイト・ナノ微粒子の集合体である焼結体および薄膜を作製し、その物性測定を行ってきた。平成21年度の実施計画は主に、1)マグネタイト(Fe_3O_4)およびヘマタイト(α-Fe_2O_3)の単一ナノ微粒子をナノギャップ電極に架橋した計測用デバイスを作製する、2)ヘマタイト・単一ナノ微粒子の計測用デバイスについては、水素中熱処理還元法を用いてマグネタイトに変化させ、マグネタイトの単一ナノ微粒子・計測用デバイスを作製する、である。実施計画の1)および2)は達成された。平成22年度の実施計画は、3)作製した計測用デバイスを用いて、マグネタイト単一ナノ微粒子の電気および磁気伝導測定を行う、である。3)については予想以上に接触抵抗が大きく、その解決のための試行錯誤を繰り返した。単位面積あたりの接触抵抗を下げるために、a)マグネタイトの計測用デバイスを水素中で熱処理還元する、b)ナノ微粒子と金電極の重なり領域へ、FIB(Focused Ion Beam:収束イオンビーム)を用いて導電カーボンを被覆し、接触面積を増大さる、c)RFマグネトロンスパッタリング装置を用いて、ナノギャップ領域のみにマグネタイト・ナノ微粒子を複数個付着させるなどの試みをした。a)とb)は満足できるほど抵抗の減少は得られなかったが、c)については、計測できるほどに抵抗が下がった。その試料を用いて室温で電気および磁気伝導特性の温度依存性を調べた。抵抗は室温で100kΩ～1MΩ程度で、磁気抵抗の変化率はナノ微粒子焼結体と同程度であった。電極としてAuおよび強磁性体であるNiを採用した。
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