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強磁性体・強誘電体・半導体ヘテロ界面におけるナノスケール磁気現象の戦略的操作

研究課題

研究課題/領域番号 10F00077
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

谷山 智康  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授

研究分担者 GORIGE V.  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 外国人特別研究員
GORIGE Venkataiah  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2011年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2010年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードスピンエレクトロニクス / 磁性 / 先端機能デバイス
研究概要

本年度は、強磁性Fe薄膜/強誘電体BaTiO_3ヘテロ構造における歪み誘起磁気異方性変化に関連して、(1)強誘電体BaTiO_3の強誘電ドメイン構造と強磁性体Feの強磁性ドメイン構造との相関について磁気光学顕微鏡を用いて精査し、さらに(2)BaTiO_3の圧電特性を利用したFe/BaTiO_3接合界面おける電圧誘起保磁力変化について調査した。具体的な研究成果は下記の通りである。
(1)顕微磁気光学測定を用いた強誘電体・強磁性体ドメイン構造の相関の解明
エピタキシャル強磁性Fe薄膜/BaTiO_3ヘテロ構造に対して顕微磁気光学計測を行い、強誘電ドメイン構造と強磁性ドメイン構造を観察し、その相関について調査した。その結果、BaTiO_3のaドメインおよびcドメイン上のFe薄膜の薄膜面内での磁気異方性が、Fe/BaTiO_3接合界面において誘起される界面磁気弾性効果を反映してそれぞれ2回対称性および4回対称性を示すことが明確化した。また、BaTiO_3のaドメインおよびcドメイン上のFe薄膜の磁化反転磁場の磁場方位依存性を調査した結果、BaTiO_3のドメイン境界においては、Fe薄膜の強磁性ドメイン間に顕著な磁気的相互作用が発現していることを示す明瞭な証拠が得られた。
(2)電圧による強磁性薄膜の磁気異方性の制御
エピタキシャル強磁性Fe薄膜/BaTiO_3ヘテロ構造に対して、BaTiO_3の180°ドメイン壁と90°ドメイン壁を介したa,cドメインからなる領域(領域1)と180°ドメイン壁を介したaドメインのみからなる領域(領域2)の2つの領域において保磁力の電圧依存性について調査した。その結果、領域1では、Fe薄膜の保磁力が電圧に対してバタフライ形状で変化するのに対して、領域2では保磁力の電圧依存性が観測されなかった。以上の保磁力の電圧依存性は、電圧に伴うドメイン壁の変調効果として理解される。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Electric-voltage Control of Magnetism in Fe/BaTiO3 Heterostructured Multiferroics2013

    • 著者名/発表者名
      G. Venkataiah, E. Wada, H. Taniguchi, M. Itoh, and T. Taniyama
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4793511

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Modification and Domain Structure in a BaTiO3 Film on (110) SrTiO32013

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, D. Suwama, H. Taniguchi, T. Taniyama, and M. Itoh
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 6 号: 1 ページ: 0158031-3

    • DOI

      10.7567/apex.6.015803

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative study of phase transitions in BaTiO3 thin films grown on (001)- and (110)-oriented SrTiO3 substrate2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, D. Suwama, H. Taniguchi, T. Taniyama, and M. Itoh
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condens. Matter

      巻: 25 号: 13 ページ: 1320011-5

    • DOI

      10.1088/0953-8984/25/13/132001

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alternating domains with uniaxial and biaxial magnetic anisotropy in epitaxial Fe films on BaTiO32012

    • 著者名/発表者名
      T. H. E. Lahtinen, Y. Shirahata, L. Yao, K. J. A. Franke, G. Venkataiah, T. Taniyama, and S. van Dijken
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 101 号: 26

    • DOI

      10.1063/1.4773482

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain induced reversible and irreversible magnetization switching in Fe/BaTiO_3 heterostructures2012

    • 著者名/発表者名
      G.Venkataiah, Y.Shirahata, I.Suzuki, M.Itoh, T.Taniyama
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys.

      巻: 111 号: 3 ページ: 0339211-5

    • DOI

      10.1063/1.3684695

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manipulation of magnetic anisotropy of Fe film in Fe/BaTiO_3 heterostructure by electric field2011

    • 著者名/発表者名
      G.Venkataiah, Y.Shirahata, M.Itoh, T.Taniyama
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett.

      巻: 99 号: 10 ページ: 1025061-3

    • DOI

      10.1063/1.3628464

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Electric-voltage Control of Magnetism in Fe/BaTiO3 Heterostructured Multiferroics2013

    • 著者名/発表者名
      G. Venkataiah, E. Wada, H. Taniguchi, M. Itoh, and T. Taniyama
    • 学会等名
      12 th Joint MMM / Intermag Conference
    • 発表場所
      Chicago, Illinois, USA
    • 年月日
      2013-01-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Electric Field Effect on Magnetic Coercivity of Fe3O4/BaTiO3 Heterostructures2012

    • 著者名/発表者名
      T. Taniyama, T. Nozaki, Y. Shirahata, G. Venkataiah, and M. Itoh
    • 学会等名
      19th International Conference on Magnetism (ICM2012)
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2012-07-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Electric field control of magnetic coercivity of Fe thin film in Fe/BaTiO_3 heterostructures2012

    • 著者名/発表者名
      G.Venkataiah, Y.Shirahata, M.Itoh, T.Taniyama
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      西宮市・関西学院大
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Changes of magnetic anisotropy due to interfacial strain in epitaxial Fe3O4/BaTiO3 (001)2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirahata, T.Nozaki, G.Venkataiah, M.Itoh, T.Taniyama
    • 学会等名
      Joint Conference of The Fifth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC5)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electric field control of magnetic anisotropy in Fe/BaTiO_32011

    • 著者名/発表者名
      V.Gorige, Y.Shirahata, M.Itoh, T.Taniyama
    • 学会等名
      56th Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials (MMM2011)
    • 発表場所
      Scottsdale, USA
    • 年月日
      2011-11-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Control of magnetism in ferromagnet/ferroelectric epitaxial heterostructures2011

    • 著者名/発表者名
      T.Taniyama
    • 学会等名
      BIT's 1st Annual World Congress of Nano-S&T
    • 発表場所
      Dalian, China(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.msl.titech.ac.jp/~itohlab/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.msl.titech.ac.jp/~itohlab/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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