2014 Fiscal Year Research-status Report
擬二次元系Mn基層状化合物の高磁気異方性の起源解明と薄膜試料における格子定数制御
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26630289
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
梅津 理恵 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60422086)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 磁性・電子・情報材料 / 磁気物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Cu2Sb型結晶構造を有する擬二次元系層状化合物、MnAlGe、およびMnGaGeは、その異方的な結晶構造に由来し、非常に高い結晶磁気異方性定数を示すことが知られている。現行の高磁気異方性材料は希土類元素やPt元素を含むのに対し、Mn基層状化合物はこれらのレアメタルを含有することなく大きな磁気異方性を発現することから、元素戦略の観点においても非常に有望な物質であると考えられる。本研究では、このMnAlGeやMnGaGe等のMn基層状化合物の結晶磁気異方性の起源を探るとともに、薄膜試料作製にも取り組み、成膜時において配向や格子定数を制御し、更に高い磁気異方性やキュリー温度を有する磁気記録媒体向け、およびスピントロニクス向け磁性材料の開発を目的としている。
初年度である平成26年度は、「MnAlGe 系化合物のバルク単結晶育成と磁気特性評価」と「MnAlGe 薄膜試料の条件出しと配向試料作製」の研究課題に取り組んだ。MnAlGe化合物とそれよりキュリー温度が約80 K程高い(Mn,Cr)AlGeの2種の単結晶育成に取り組んだ。アーク溶解にて母合金を作製し、ブリッジマン法により単結晶を育成し、熱処理を施してインゴットを得た。しかしながら、組織観察において相分離をして単相が得られておらず、熱処理条件を見直す必要があることが分かった。一方、薄膜試料作製に関しては大きな進展があり、熱酸化シリコン基板上に成膜を行う際の基板加熱温度を400℃とした場合にきれいにc軸配向膜が得られ、また磁気特性においても垂直磁気異方性が得られた。この結果については次年度に国際会議にて発表を行うことを予定している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「MnAlGe 系化合物のバルク単結晶育成と磁気特性評価」と「MnAlGe 薄膜試料の条件出しと配向試料作製」の研究課題に取り組んだ。単結晶は2種のインゴット作製に取り組んだが、単相が得られておらず、磁気特性評価には至っていない。しかしながら薄膜作成の研究課題は大きな進展が見られ、c軸配向膜が得られ、磁気特性の評価も行った。全体的に評価を行うとすれば、概ね順調であるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
「バルク単結晶育成」に関しては単相試料を得るために熱処理条件を見直す必要がある。再度同じ温度、但し長時間熱処理を行い、単相化を試みる。「薄膜試料作製」においては、得られたc軸配向膜が化学量論組成から少しずれていたため、組成の調整を行い、再度基板加熱温度の最適化を行い、磁気特性の評価を行うことを計画している。
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