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強誘電性/強磁性直交積層セラミックス薄膜による新機能創製に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15656155
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
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

脇谷 尚樹  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (40251623)

研究分担者 水谷 惟恭  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60016558)
篠崎 和夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (00196388)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード強誘電体 / 強磁性体 / 薄膜 / マルチフェロイック / 磁歪 / 分極 / 積層薄膜 / エピタキシャル / シリコン / 直交 / 相互作用
研究概要

強誘電性と強磁性の相互作用としてこれまで知られている現象として磁気電気効果(M-E効果)をあげることができる。このように、強誘電性と強磁性を組み合わせると、新たな現象や物性を見いだせる可能性が高く、実際学会でも急速に「マルチフェロイック」というコンセプトの発表は多く、盛り上がりつつある。申請者らは強誘電体と強磁性体の組み合わせを薄膜技術を用いてその相互作用を検討した。
強誘電体/強磁性体の積層薄膜に対して申請者が期待している相互作用は、外部磁場により強磁性体に磁歪を与え、その磁歪による歪みを強誘電体に作用させることにより、強誘電性に変調を与えるものである。本年度は強誘電体としてはチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を、強磁性体として超磁歪材料であるTerfenol-Dを用いて、シリコン基板上にPZT/Pt/Terfenol-D/Si積層薄膜をRFマグネトロンスパッタリング法とPLD法を組み合わせて作製した。磁歪の大きさは自作のレーザー変位システムで測定し、in-situ磁場の印加による磁歪の変化を測定した。また、作製した積層薄膜についてPZTの強誘電性ヒステリシスループを外部磁場を変化させながら測定した。その結果、電界強度が小さいマイナーループの際に磁歪の効果は大きく現れて分極は向上することが明らかになった。しかしながら、電界強度が高く、強誘電体が飽和する場合には外部磁場による影響はほとんど観測されないことも見いだされた。このように、磁歪による強誘電性の変調は特にP-Eヒステリシスがマイナーループの場合に明瞭に観測されることが明らかになった。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Stress-induced magnetization for epitaxial spinel ferrite films through interface engineering2004

    • 著者名/発表者名
      N.Wakiya, K.Shinozaki, N.Mizutani
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 85

      ページ: 1199-1201

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Modification of drain current on metal-oxide-semiconductor field-effect transistor by magnetic field induced by remanent magnetization2004

    • 著者名/発表者名
      N.Wakiya, K.Shimizu, S.Mizukami, K.Shinozaki, N.Mizutani
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 85

      ページ: 3772-3774

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Proposal of general rule to prepare epitaxial cetramic thin film at low temperature from the point of crystal chemistry2004

    • 著者名/発表者名
      N.Wakiya, H.Ishigaki, K.Shinozaki, N.Mizutani
    • 雑誌名

      Ceramic International 30

      ページ: 1247-1251

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Substrate Size on Crystalline Orientation and Electrical Properties of (Bi, La)_4Ti_3O_<12> Thin Films2004

    • 著者名/発表者名
      T.Chiu, N.Wakiya, K.Shinozaki, N.Mizutani
    • 雑誌名

      J.Ceram.Soc.Japan 112

      ページ: 266-270

    • NAID

      110002288204

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Orientation Control and Domain Structure of Epitaxial (Ni,Zn)Fe_2O_4 Thin Film for Ferromagnetic Memory Applications2004

    • 著者名/発表者名
      N.Wakiya, K.Shinozaki, N.Mizutani
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 248

      ページ: 169-172

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Remanent Magnetization of Ferromagnetic Thin Film on I-V Characteristics of MOS Transistor : I-V Characteristics By Epitaxial (Mn,Zn)Fe2O4 Thin Film on Gate Area2004

    • 著者名/発表者名
      K.Shimizu, S.Mizukami, N.Wakiya, K.Shinozaki, N.Mizutani
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 248

      ページ: 165-168

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] セラミックデータブック2004:電磁石オーロラPLD装置の試作によるセラミックス薄膜の低温合成2004

    • 著者名/発表者名
      脇谷尚樹, 長宗豊和, 篠崎和夫, 水谷惟恭
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      工業製品技術協会(株式会社テクノプラザ)
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] N.Wakiya, T.Moriya, K.Shinozaki, N.Mizutani: "Improvement of capacitance-voltage (C-V) characteristics of YSZ/Si(001) and ZrO_2/Si thin film by Nb-doping"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 747. 153-158 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamada, N.Wakiya, K.Shonozaki, N.Mizutani: "Role of the First Atomic Layers in Epitaxial Relationship and Interface Characteristics of SrTiO_3 Films on CeO2/YSZ/Si(001)"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 747. 243-254 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] C.H.Chen, N.Wakiya, K.Shinozaki, N.Mizutani: "Characterization of defect type and dislocation density in double oxide heteroepitaxial CeO_2/YSZ/Si(001) films"Applied Physics A. 76. 969-973 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamada, N.Wakiya, K.Shinozaki, N.Mizutani: "Epitaxial growth of SrTiO_3 films on CeO_2/yttria-stabilized zirconia/Si(001) with TiO_2 atomic layer by pulsed-laser deposition"Applied Physics Letters. 83. 4815-4817 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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