2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high-performance nano-pillar type multiferroic materials utilizing ferroelectric nanoplate films
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26289275
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
小舟 正文 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90240960)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊池 丈幸 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50316048)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マルチフェロイクス / マグネタイト / 磁性電極 / マイクロパターニング / 反応性イオンエッチング法 / 飽和磁化 / 保磁力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は強磁性体薄膜作製法に有機金属化学気相堆積(MOCVD)法を採用し、(200)(Bi3.25Nd0.65Eu0.10)Ti3O12 (BNEuT)/(101)Nb:TiO2基板上に基板温度(400-500℃)と成膜時間(30-90 min)を変えて強磁性マグネタイト(Fe3O4)薄膜の作製を検討した。作製したナノピラー型マルチフェロイック複合体の断面微細構造観察から、充填率を評価した。また、振動試料型磁力計(VSM)を用いて磁気特性を測定した。さらに、強誘電性を評価するため、基板温度500℃、成膜時間30-90 minの条件で前述の複合体を作製した。これらをフォトリソグラフィ技術と反応性イオンエッチング(RIE)法を組み合わせた手法により、Fe3O4薄膜電極のマイクロパターニング加工条件を検討し、Fe3O4/BNEuT複合体薄膜デバイスを完成させた。得られた研究成果は以下の通りである。
(1) MOCVD法により、基板温度410℃、成膜時間60及び90 minで作製した複合体のBNEuTナノプレート空隙へのFe3O4ナノ粒子の断面充填率は、いずれも約89%に達した。
(2) RIE加工した複合体は、成膜時間に依存せずいずれも明瞭な矩形のP-Eヒステリシスループを示した。これより、磁性電極を介して強誘電性[残留分極2Pr = 7.9μC/cm2]を示すことを初めて実証した。
(3) RIE加工した複合体は、500 kA/mの飽和磁化(Ms)及び296-377 Oeの保磁力(Hc)を有していた。これらの値は反応性スパッタ法により(100)及び(110)MgO基板上に作製したエピタキシャルなFe3O4膜と同等のすぐれた磁気特性を示唆した。
(4) RIE法によりマイクロパターニング化したFe3O4/BNEuT複合体薄膜がすぐれたマルチフェロイック特性を示すことを実証した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
