| 研究課題/領域番号 |
04650261
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子材料工学
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 (1993)
東京工業大学 (1992) |
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研究代表者 |
五味 学 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (80126276)
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| 研究分担者 |
阿部 正紀 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016624)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1993年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1992年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | ヘテロエピタキシャル成長 / フェライト薄膜 / ガーネット / ジルコニア / スパッタ法 / マイクロ波素子 / バッファー層 / 蛍石型構造 / 六方晶フェライト / スピネルフェライト |
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| 研究概要 |
半導体基板上へのフェライト薄膜のエピタキシャル成長技術の確立を目的とした本研究において、応用上最も重要なガーネットフェライトの半導体基板上へのヘテロエピ成長に不可欠な中間層の探査を中心に研究を行ない、以下の研究成果を得た。
1.SiおよびGaAs基板上にエピタキシャル成長することが既に知られている蛍石型結晶構造を持つCeO_2およびSc_2O_3型結晶構造を持つY_2O_3が、スパッタ法によりGGGガーネット基板上にエピタキシャル成長することを初めて見いだした。これらは、(111)面GGG基板上に、それぞれ、400℃、450℃および500℃で良好にエピタキシャル成長し、その成長方位は基板と同方位であった。また、面内でGGG基板の[100]軸に対して膜の[100]軸が40度傾いていることを明らかにした。
2.(111)CeO_2/GGG上へのYIGガーネットフェライトのエピタキシャル成長を試みた結果、ガーネットフェライトは形成されず、ガーネットに比べYイオンの多いオルソフェライト相が生成することを確認した。これは、膜の成長初期において、中間層のCeイオンが膜中に拡散して希土類イオンリッチとなりオルソフェライトが生成しやすくなったことに起因する。
3.ガーネット構造は8分子で立方晶単位格子を形成するが、各陽イオンの周りの酸素配位は大きく歪んでいる。この低対称性のエピタキシャル成長への影響を明らかにするため、新しい中間層として、CeO_2と同一の蛍石構造を持ち、且つ結晶対称性の低いZrO_2のスパッタ法によるGGGガーネット基板上への成長を試みた。これにより、(111)GGG基板上に、従来蒸着法で得られている基板温度(600℃以上)よりはるかに低い400〜300℃でm-ZrO_2の(111)面が優先配向し、500℃以上ではt-ZrO_2の(200)が優先的に成長することを明かにした。
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