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自己組織化磁気量子ドット形成による磁気メモリ開発

研究課題

研究課題/領域番号 13875004
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

堀 秀信  北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (20028244)

研究分担者 山本 良之  北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助手 (70322120)
寺西 利治  北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (50262598)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2001年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードナノ粒子 / スピン偏極 / 合金ナノ粒子 / 磁気メモリ / ヒステリシス / 超常磁性 / スピン編極 / ヒシテリシス
研究概要

この研究の目的はナノ粒子にすると強磁性金属はもちろん金や白金など、通常磁性とは関係ない金属も自発磁化を生じる事に注目し、それを生かした磁気メモリ効果を持つ素子を創製することにある。そのために13年度はPd, Pt,Au,Pd/Ni金属微粒子に対する最適な粒径をしらべるため、磁性の粒径変化を詳しく調べた。特に「伝導性が大きいと思われ、原子状態での偏極が無いが粒径の増大にともなって偏極が出現し、電子の移動しやすさ(電気伝導性の良さ)の点からAu微粒子を重視するか、原子状態でスピン偏極しており粒径が大きくなるにつれて偏極が減少していくPt微粒子か、電荷の変化による磁性が敏感に変化すると考えられるPd微粒子、すでに巨大な磁気偏極をもちそのままバルクで強磁性に移行していくと思われるPd/Ni合金微粒子がよいのか?」について最適なものが何かを調べた。われわれの微粒子生成の方法は高分子の中に直径が2〜5ナノの微粒子を生成する方法である。この方法で分布がシャープで、なるべく磁性が強いもの、さらに電場、磁場に対する応答性が大きいものをねらって基礎特性を調べた。14年度は、自己組織化による微粒子の2次元配列膜の作成とその物性測定を重点的に行った。Au微粒子では基板上に溶液を滴下するだけで2次元六方格子状に微粒子が自己配列する現象があり、この膜を微細電極上に組み込むことで磁気メモリ素子形成を容易に行うことができる。また、大面積の微粒子超格子膜を得るためにLB法による膜形成を試み、成膜条件の最適化を行った。15年度はLB法で超格子状に並べた金微粒子を、半導体基板上にリソグラフィーで形成した微細電極に組み込み、伝導測定を行った。室温から低温までのI-V曲線を測定したところ、50K以下でクーロンブロッケイドによる明瞭なゼロバイアス異常を観測し、単電子デバイスとしての動作を確認した。電極を強磁性体に変え、クーロンブロッケイド領域でのトンネル磁気抵抗効果を調べ、磁気メモリとしての動作を調べた。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] Y.Yamamoto et al.: "Magnetic properties of noble metal nanoparticles protected by polymer"Physica B. 329-333. 1183-1184 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yamamoto et al.: "X-ray magnetic circular dichroism study of gold nanoparticles protected by polymer"J.Magn.Magn.Mater.. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Taki et al.: "Spin polarization of a 2D-electron gas and the magnetization problem of nano-Particles"Physica E. 12. 942-945 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hori et al.: "Spontaneous Spin Polarization and Electronic States in Platinum Nano-particle, Toward Compacted Superconductivity"Proceedings of NATO Advanced Research workshop on New Trends in Superconductivity (Kruwer Acdemic Publishers). 267-276 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yamamoto et al.: "Magnetic properties of noble metal nanoparticles protected by polymer"Physica B. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hori et al.: "Spontaneous Spin Polarization and Electronic States in Platinum Nano-particle, Toward Compacted Superconductivity"Proceedings of NATO Advanced Research workshop on New Trends in Superconductivity. (出版予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hori et al.: "Magnetic properties of nano-particles of Au, Pd and Pd/Ni alloys"J. Magn. Magn. Mater.. 226-230. 1910-1911 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hori et al.: "Pulsed high magnetic field ESR measurements on Ni/Pd nano-particles"Physica B. 294-295. 292-297 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Matsuo et al.: "High field magnetoresistance and ESR measurements on Ni-stripes on GaAs substrate"Physica B. 294-295. 298-301 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sonoda et al.: "Molecular Beam Epitaxy of Wurtzite (Ga, Mn)N Films on Sapphire(0001) Showing the Ferromagnetic Behaviour at Room Temperature"J. Cryst. Growth.. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takahiko et al.: "Magnetic and transport characteristics on high Curie temperature ferromagnet of Mn-doped GaN"J. Appl Phys.(印刷中). 91. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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