2014 Fiscal Year Annual Research Report
複機能物性を有する磁性金属－結晶質誘電体のナノ複相構造薄膜の創製
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26289253
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
増本 博 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授 (50209459)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野瀬 正照 富山大学, 芸術文化学部, 教授 (70269570)
小林 伸聖 公益財団法人電磁材料研究所, 電磁気材料グループ, 主席研究員 (70205475)
張 亦文 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (30579959)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / 磁性 / 誘電性 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度は、まず、ナノ複相構造を形成する磁性金属－誘電体の組合せの探査を行った。分散ナノ粒子の磁性金属としてCoおよびCoPd合金を検討した。誘電体には酸化物として強誘電体であるSrTiO3およびBaTiO3を、窒化物としてはHfNなどを検討し、ナノ複相構造薄膜、およびナノ積層薄膜の作製を以下の方法で行った。
作製方法として現有の多元RF スパッタ装置を基に「パルス加熱型ナノ複相結晶成膜法」の設計・改良およびCo-HfNの成膜を行った。加熱プログラム、基板種類、基板温度、導入ガス、流量、炉内圧力、RF 出力、ターゲット組成等のスパッタ成膜条件を系統的に検討しながら最適条件で成膜した結果、優れた高周波軟磁気特性を有する膜の作製に成功し、その結果は日本セラミックス協会秋季シンポジウムおよび東北北海道支部大会で発表されそれぞれ優秀発表賞を受賞した。
一方、金属膜とセラミックス膜を独立に成膜制御出来る「差動排気型ナノ複相成膜法」の設計・製作を現有のタンデム型RF スパッタ装置を改良して行った。各成膜に関して、独立に導入ガス、流量、炉内圧力、RF 出力、ターゲット組成等のスパッタ成膜条件を系統的に制御して成膜を行った。その結果従来のスパッタ装置により成膜した装置に比べて磁性金属粒子の酸化が抑制できることが明らかとなった。その結果は日本セラミックス協会秋季シンポジウムで発表され、優秀発表賞を受賞した。
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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
平成２６年度は、予定通り2種類の成膜方法を設計・製作し、その成膜方法を用いた膜の成膜を行うことが出来た。また、ナノ複相構造薄膜の作製が可能な磁性金属と誘電体の組み合わせを探査し、上記の方法で成膜が可能であることを明らかにした。優れた軟磁性を示したことや、特長のある成膜方法であることなどの結果が学会発表賞で評価されたことから、当初の計画以上に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度は平成２６年度に得られた結果を基にして、引き続き「パルス加熱型ナノ複相結晶成膜法」による成膜に加えて、「差動排気型ナノ複相成膜法」による成膜および作製した膜の基礎物性（ナノ構造、ナノ組織、組成など）を明らかにしていく。
得られた薄膜の組成を既設のEPMA、蛍光Ｘ線分析装置によって、また薄膜厚を既設の薄膜厚測定装置を用いて評価を行い、成膜条件との関係を調べる。薄膜の結晶構造を既設のＸ線回折装置を用いて解析し、微細組織および層状組織を既設の電子顕微鏡（FE-SEM, TEM）で観察することにより制御パラメーターと薄膜の構造との関係を明らかにする。作製した薄膜の電気・誘電特性、磁気特性を測定し評価する。上記の実験を実施しつつ、一層有効的な複機能物性同時評価装置を設計開発する。
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Research Products
(15 results)
