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軌道秩序が引き起こす巨大正方晶歪ペロブスカイトの薄膜合成

研究課題

研究課題/領域番号 17K14105
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

重松 圭  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (40754578)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード遷移金属酸化物 / エピタキシャル薄膜 / 磁気異方性 / 結晶構造 / ペロブスカイト / エピタキシャル歪み / エピタキシャル / 酸化物 / 正方晶歪み / 薄膜 / 圧電体
研究成果の概要

本研究では、大きな圧縮歪を与えることで結晶構造の大きな変化が期待できるSr1-xBaxVO3系薄膜のパルスレーザー堆積法による物性評価を行った。Ba置換量の増加につれ面直・面内格子定数比が伸びるとともに絶縁体化することを確認した。巨大正方晶相を示唆する第二次高調波発生のシグナルは観測できなかったが、薄膜方向の体積が十分でないためと思われる。また、大きな圧縮歪みを印加できる機能性薄膜として四重ペロブスカイトCeCu3Mn4O12薄膜の合成と機能探索を行った。その結果、四重ペロブスカイトでは初めて圧縮・引張り歪における磁気異方性の制御を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究計画では、 パルスレーザー堆積法の長所を利用した新たな結晶構造の合成に至った。
特に、四重ペロブスカイト酸化物の薄膜育成手法が確立したことで、巨大常誘電性や電荷移動、負熱膨張特性や触媒機能、ハーフメタル特性を持つ類似物質の大面積合成が可能となると期待される。また、格子定数の小さい化合物の層を挿入することで垂直磁化を実現する手法も、他の強磁性薄膜に応用可能と期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Strain Manipulation of Magnetic Anisotropy in Room-Temperature Ferrimagnetic Quadruple Perovskite CeCu3Mn4O122019

    • 著者名/発表者名
      Kei Shigematsu, Keisuke Shimizu, Kazumasa Yamamoto, Takumi Nishikubo, Yuki Sakai, Sergey A. Nikolaev, Hena Das, and Masaki Azuma
    • 雑誌名

      ACS Appl. Electron. Mater.

      巻: 1 号: 12 ページ: 2514-2521

    • DOI

      10.1021/acsaelm.9b00547

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Room temperature ferromagnetism in BiFe1-xMnxO3 thin film induced by spin-structure manipulation2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Shigematsu, Takeshi Asakura, Hajime Yamamoto, Keisuke Shimizu, Marin Katsumata, Haruki Shimizu, Yuki Sakai, Hajime Hojo, Ko Mibu, and Masaki Azuma
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 109 号: 19 ページ: 192905-192905

    • DOI

      10.1063/1.5024710

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Epitaxial growth and strain manipulation of functions in quadruple perovskite oxides2019

    • 著者名/発表者名
      Kei Shigematsu, Keisuke Shimizu, Kazumasa Yamamoto, Masaki Azuma
    • 学会等名
      2019 Collaborative Conference on Materials Research (CCMR)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ferroelectric and Ferromagnetic Domain Switching using in-plane Electric Field in BiFe0.9Co0.1O3 Thin Film2019

    • 著者名/発表者名
      Marin Katsumata, Haruki Shimizu, Keisuke Shimizu, Kei Shigematsu and Masaki Azuma
    • 学会等名
      The 11th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics(STAC)-11
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strain-manipulation of magnetic anisotropy in room-temperature ferrimagnetic quadruple perovskite2019

    • 著者名/発表者名
      Kei Shigematsu, Kazumasa Yamamoto, Keisuke Shimizu, Takumi Nishikubo, Yuki Sakai, Sergey A. Nikolaev, Hena Das, and Masaki Azuma
    • 学会等名
      26TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON OXIDE ELECTRONIcs (iWOE 26)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epitaxial growth and strain manipulation of magnetic anisotropy in room temperature ferrimagnetic quadruple perovskite2019

    • 著者名/発表者名
      Kei Shigematsu, Kazumasa Yamamoto, Keisuke Shimizu, and Masaki Azuma
    • 学会等名
      The 8th Indo-Japan Seminar “Designing Emergent Materials”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチフェロイックBiFe0.9Co0.1O3薄膜のストライプ型強誘電・強磁性ドメインの相関2019

    • 著者名/発表者名
      勝俣真綸, 清水陽樹, 清水啓佑, 重松圭, 東正樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] フェリ磁性体四重ペロブスカイト型LnCu3Mn4O12薄膜の電子状態2018

    • 著者名/発表者名
      重松 圭, 山本 一理,清水 啓佑, 西久保 匠, 酒井雄樹, 東 正樹
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Bサイト置換 BiFeO3薄膜の強誘電・磁性ドメイン2018

    • 著者名/発表者名
      勝俣真綸, 清水陽樹, 清水啓佑, 重松圭, 東正樹
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 四重ペロブスカイトLaCu3Mn4-xFexO12薄膜の作製と磁気特性2018

    • 著者名/発表者名
      山本 一理,清水 啓佑, 重松 圭, 東 正樹
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of tetragonal Sr1-xBaxVO3 thin film with d1 configuration2017

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kyokane, Keisuke Shimizu, Kei Shigematsu, Hajime Hojo, and Azuma Masaki
    • 学会等名
      The Tenth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-10)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Tetragonal Sr1-xBaxVO3 Thin Film with d1 Configuration2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kyokane, K. Shimizu, K. Shigematsu, H. Hojo, M. Azuma
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability (ICMaSS) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Strain-induced Tetragonal Sr1-xBaxVO3 Thin Film2017

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kyokane, Keisuke Shimizu, Kei Shigematsu, Hajime Hojo, and Masaki Azuma
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Negative Thermal Expansion and Related Materials(ISNTE-II)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パルスレーザー堆積法による四重ペロブスカイト酸化物の薄膜合成2017

    • 著者名/発表者名
      重松圭、清水啓佑、東正樹
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 四重ペロブスカイトLnCu3Mn4O12薄膜の作製と室温フェリ磁性2017

    • 著者名/発表者名
      清水 啓佑, 重松 圭, 東 正樹
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチフェロイックBiFe0.9Fe0.1O3薄膜への第3元素置換2017

    • 著者名/発表者名
      清水陽樹、清水啓佑、山本孟、北條元、重松圭、東正樹
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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