2012 Fiscal Year Research-status Report
六方晶希土類フェライト薄膜が示すマルチフェロ特性のＳＨＧ顕微鏡観察
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23540379
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
上江洲 由晃 早稲田大学, その他部局等, 名誉教授 (10063744)
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| Keywords | 国際情報交流、フランス / 国際情報交流、イギリス |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、パルスレーザー成膜（PLD)法で作成した強誘電体薄膜および強誘電性、強弾性と磁気秩序がクロス相関を示すマルチフェロイック物質に着目し、そのメソスコピックスケールの分域構造を、光第２高調波発生（SHG）干渉顕微鏡を用いて非破壊観察することにある。
前年度までに六方晶希土類フェライト薄膜（h-YbFO）のマルチフェロイック特性を中心に研究を行って以下のような成果をあげてきた。（１）h-YbFO六方晶薄膜をYSZ基板上に成膜させるためのPLD最適条件を見いだし、XRD, XPSおよびTEMを用いて構造が六方晶であることを確認した。（２）誘電率、格子歪みおよびSHGの温度依存性を詳しく測定し、いずれも350Kに異常を示す事から、この温度が強誘電相転移温度であることを明らかにした。（３）室温におけるTEM観察により、a-b面に３倍周期構造があることを見いだし強誘電性の起因として定説となっているバックリングモデルが適応できることを明らかにした。（４）磁気秩序を解明するためにSQUID実験を測定した。その結果および解析から六方晶YbFeO3はFeとYbイオンがもたらすフェリ磁性であることを突き止めた。（５）SHGとD-E履歴を低温で測定した。SHG強度は100K以下で温度下降とともに著しく増大し、60Kで突然０となった。一方、誘電履歴曲線から決定した残留分極も同じように低温で増大するが、低温ではさらに残留分極が増大した。（６）上に述べた実験結果とその解析から六方晶YbFeO3のマルチフェッロイック相図を提案した。
本年度は第１原理計算から大きな強誘電性と圧電性が期待されるペロブスカイト構造をもつSnTiO3薄膜、およびマルチフェロイック特性が期待されるBaTiO3/BaFeO3膜、さらにLiNbO3/LiTaO3超格子膜の作成とその物性評価を中心にした研究を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
h-YbFO薄膜の研究に関しては、半年早く目標を達成し、成果は2012年発行のJ. Phys. Soc. Japan２月号に8ページのregular paperとして掲載された。
Hayato IIDA, Takuro KOIZUMI, Yoshiaki UESU, Kay KOHN, Naoshi IKEDA, Shigeo MORI, Raphael HAUMONT, Pierre-Eumeric JANOLIN, Jean-Michel KIAT, Mamoru FUKUNAGA, and Yukio NODA、“Ferroelectricity and Ferrimagnetism of Hexagonal YbFeO3 Thin Fil
ms”, J. Phys. Soc. Jpn. 81 (2012) 024719
したがって次の目標である人工超格子BaTiO3/BaFeO3（BaTO/BaFO）の創成とそのマルチフェロイック特性の解明に半年早く取り組んでおり、さらにLlNbO3/LiTaO3(LN/LT)超格子薄膜、および新強誘電体薄膜(PbSn)TiO3(PST)を作成し、強誘電特性、非線形光学特性に関して新しい知見を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
今まで得られた成果を国際誌に発表する準備をすすめ、同時に次の国内会議および国際会議で発表する予定である。
（１）強誘電体応用会議（５月、京都）：Sn置換PbTiO3薄膜の作成と物性、（２）リラクサー強誘電体国際ワークショップ（７月、サンクトペテルスブルグ）：SHG顕微鏡を用いたリラクサーの分域構造解析、（３）強誘電体国際会議：新しい強誘電体Sn置換したペロブスカイト薄膜（９月、クラコウ、ポーランド）。
このうち（２）および（３）の国際会議は招待講演を依頼されている。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度までの成果が進捗したので、国内外からの講演の依頼が多い。特に海外で行われる国際学会での発表を積極的に行い、本研究の成果を広く世界に発信させたいと考えている。
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