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垂直異方性を持つマルチフェロイック薄膜の合成と評価

研究課題

研究課題/領域番号 17F17079
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

伊藤 満  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (30151541)

研究分担者 RAO BADARI NARAYANA  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-07-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2019年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード垂直磁化 / κアルミナ型化合物 / 六方晶酸化物 / 強誘電性 / フェリ磁性 / マルチフェロイック / YMnO3型化合物 / 垂直磁化膜 / 薄膜 / 強誘電体 / マルチフェロイックデバイス
研究実績の概要

本年度は,Pulsed Laser Deposition法により,目的組成の酸化物薄膜を作製し,薄膜X線法により構造を解析し,磁化特性,強誘電性,および マルチフェロイック特性評価を既存の物性物性測定装置を用いて行った.薄膜作製は消耗品として計上した単結晶基板を用い,物性測定は,液体 ヘリウムクライオスタットを用いた.前年度までの研究でkアルミナ型磁性強誘電体に関しては,SrTiO3(100)面上に育成すると,c軸配向し ながらドメインが60°ごとに成長する特異な成長をすることが確認された.本年はこのナノドメイン化による磁気特性の変化を測定して,ナノ サイズのドメイン構造,サイズ,ドメイン境界相の構造を詳細に検討することにより,磁気異方性の変化を実験的に調査した.磁気特性測定の結果 から,本系の磁気異方性はSrTiO3(111)面上に堆積した場合に示す面内磁気異方性に比較して,これがSrTiO3(100)面上では、面直方向への異方性に変化した。この原因は,ドメイン境界に存在するドメ イン壁に起因するものであるかは不明であったため,透過型電子顕微鏡を用いて,ドメインの構造,ドメイン境界相の構造を詳細に 調べた.その結果、本系におけるドメイン壁の方向はには主に6種類存在し、方向が直行関係にあるドメイン間で生成するドメイン壁は他のドメイン壁に比べて厚いため、隣接するドメイン内の鉄イオン間の酸素を介した超交換相互作用は弱く、見かけ上,磁気異方性が変化することが考えられる。本研究の結果は、kアルミナ型磁性強誘電体で生成するドメインは従来型の強誘電体・磁性体よりも数桁小さなドメインが生成し、各方向を向くドメインを隔てるドメイン壁もドメイン間の方位関係で厚さが異なることに起因してマクロな磁気異方性を変化させることができる。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Redox-based multilevel resistive switching in AlFeO3 thin-film heterostructures2020

    • 著者名/発表者名
      Badari Narayana Rao, Shintaro Yasui, Yefei Han,Yosuke Hamasaki,Tsukasa Katayama, Takahisa Shirashi, Takanori Kiguchi, and Mitsuru Itoh
    • 雑誌名

      ACS Applied Electronic Materials

      巻: 2 号: 4 ページ: 1065-1072

    • DOI

      10.1021/acsaelm.0c00083

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Ferrimagnetism and Ferroelectricity in AlxFe2-xO3 Thin Films2020

    • 著者名/発表者名
      Badari Narayana Rao, Shintaro Yasui, Tsukasa Katayama, Ayako Taguchi, Hiroki Moriwake, Yosuke Hamasaki, and Mitsuru Itoh
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 8 号: 2 ページ: 706-714

    • DOI

      10.1039/c9tc05390e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Cr substitution on ferrimagnetic and ferroelectric properties of GaFeO3 epitaxial thin films2018

    • 著者名/発表者名
      Katayama Tsukasa、Osakabe Takuya、Yasui Shintaro、Hamasaki Yosuke、Rao Badari Narayana、Zhang Minghui、Itoh Mitsuru
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 113 号: 16 ページ: 162901-162901

    • DOI

      10.1063/1.5029442

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Room Temperature Ferroelectricity in Multiferroic AlxFe2-xO3 Epitaxial Thin Films2018

    • 著者名/発表者名
      Badari Narayana Rao, Tsukasa Katayama, Shintaro Yasui, and Mitsuru Itoh
    • 学会等名
      MRS Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-07-28   更新日: 2024-03-26  

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