価数制御による室温強磁性・強誘電性マルチフェロイック薄膜の創成

• 研究課題/領域番号: 20760474
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 永沼 博 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60434023)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: ビスマスフェライト / 薄膜 / マルチフェロイクス / 強誘電性 / 反強磁性 / 自発磁化 / コバルト / 置換型 / BiFeO_3

研究概要

反強磁性体であるBiFeO_3のBサイトの価数を制御することで局所的なフェリ磁性配列を実現し、室温以上で強磁性・強誘電性を兼備したマルチフェロイック物質を創成することに成功した。また、スピントロニクスとの融合を図るため、膜厚の制御性の高いスパッタ法により極薄膜試料の作製に取り組んだ。厚さが100nm程度の単相薄膜試料の作製に成功し、数nm程度まで極薄化する目処を立てることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Co置換Biフェライト薄膜の室温での強誘電性および磁気特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永沼博、三浦淳、神島謙二、柿崎浩一、平塚信之、安藤康夫、岡村総一郎
  • 雑誌名: Journal of magnetic society of Japan 33 ページ: 237-241
  • NAID: 10025969777
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co置換Biフェライト薄膜の室温での強誘電性および磁気特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: J.Magn.Soc.Jpn. 33 ページ: 237-241
  • NAID: 10025969777
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural analysis of interfacial strained epitaxial BiMnO3 films fabricated by the mical solution deposition (2009)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Composition control and thickness dependence of {100}-oriented epitaxial BiCoO_3BiFeO_3 films grown by metalorganic chemical vapor deposition (2009)
  • 著者名/発表者名: 安井伸太郎
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of conductive oxide polycrystalline BaPbO_3 films by chemical solutio n deposition and their electrical resistivity (2009)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: Journal of Electroceramics 22 ページ: 5558-5560
  • 査読あり
• [雑誌論文] Annealing temperature effect on ferroelectric and magnetic properties in Mn-added polycrystalline BiFeO_3 film (2009)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: Journal of Electroceramics 22 ページ: 203-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectric, electrical and magnetic properties of Cr, Mn, Co, Ni, Cu added polycrystalline BiFeO3 films (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Naganuma, Jun Miura, Soichiro Okamura
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 93
  • NAID: 120002070065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Annealing Temperature Dependence of Ferroelectric and Magnetic Properties in Polycrystalline Co-Substituted BiFO_3 Films (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 7574-7578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectric, electrical and magnetic properties of Cr, Mn, Co, Ni, Cu added polycrystalline BiFeO_3 films (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of electrical properties of leaky BiFeO_3 films in high electric field re gion by high-speed PUND measurement (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: Applied Physics Express 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of leakage current density and remanent polarization of BiFeO_3 films with low resistivity by PUND measurement (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 5558-5560
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of ferroelectric and magnetic properties in BiFeO_3 films by small amount of cobalt addition (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectric and magnetic properties of multiferroic BiFeO_3 based composite films (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Fre quency Control 55 ページ: 1051-1055
  • NAID: 120002070232
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of Ferroelectric and Magnetic Properties on Measuring Temperatures for Polycrystalline BiFeO_3 Films (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 55 ページ: 1046-1050
  • 査読あり
• [学会発表] Bi系マルチフェロイックス薄膜を用いたスピントロニクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 永沼博、安井伸太郎、西田謙、舟窪浩、飯島高志、岡村総一郎、大兼幹彦、水上成美、安藤康夫
  • 学会等名: 第28回スピンエレクトロニクス専門研究会
  • 発表場所: 中央大学駿河台記念館(東京)
  • 年月日: 2010-01-12
• [学会発表] Biマルチフェロイック酸化物材料を用いたスピンエレクトロニクスの展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 学会等名: 第122回スピニクス研究会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] Structural, Ferroelectric, and Magnetic Properties of BiFeO3-BiCoO3 Solid Solution Films (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Naganuma, S. Yasui, K. Nishida, T. Iijima, H. Shima, S. Okamura, H. Funakubo, T. Miyazaki, In-Tae Bae, H.A. Begum1, S. Tsunegi, M. Oogane, S. Mizukami, Y. Ando
  • 学会等名: 第33回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎)
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] Structural, Ferroelectric, and Magnetic Properties of BiFeO_3-BiCoO_3 Solid Solution Films (2009)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 学会等名: 第33回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎)
  • 年月日: 2009-09-13
• [学会発表] BiFeO3-BiCoO3 SOLID SOLUTION FILMS FOR SPINTRONICS APPLICATIONS (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Naganuma, S. Yasui, H. Funakubo, T. Iijima, S. Mizukami, M. Oogane, Y. Ando, S. Okamura
  • 学会等名: 12th International Meeting on Ferroelectricity and 18th IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics (IMF-ISAF)
  • 発表場所: 中国、西安
  • 年月日: 2009-08-24
• [学会発表] BiFeO_3-BiCoO_3 SOLID SOLUTION FILMS FOR SPINTRONICS APPLICATIONS (2009)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 学会等名: Joint-meeting of 12th International Meeting on Ferroelectricity and 18th IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics(IMF-ISAF)
  • 発表場所: 中国、西安
  • 年月日: 2009-08-24
• [学会発表] Measurement of ferroelectric properties of polycrystalline BiFeO_3 films using a high driving frequency of 100 kHz system (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Naganuma
  • 学会等名: MRS Fall meeting
  • 発表場所: ボストン (アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2008-12-02
• [学会発表] Magnetic properties of multiferroic BiFeO_3-BiCoO_3 solid solution films having M PB phase (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Naganuma
  • 学会等名: MRS Fall meeting
  • 発表場所: ボストン (アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2008-12-02
• [学会発表] Structural, magnetic and ferroelectric properties of MPB-phase of BiCoO_3-BiFeO_3 solid solution film (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Naganuma
  • 学会等名: 52nd Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: フロリダ州 (アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] Enhancement of magnetic properties in multiferroic BiFeO_3 films with excess iren (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Naganuma
  • 学会等名: 52nd Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: フロリダ州 (アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Structural analysis of interfacial strained epitaxial BiMnO_3 films fabricated by the mical solution deposition (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuro Harima
  • 学会等名: 52nd Conference on Magnetism and Magnetic Materials, BP-05. noster presentation
  • 発表場所: フロリダ州 (アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Co置換BiFeO_3薄膜の構造、磁気特性および強誘電性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 学会等名: 第32回日本応用磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 宮城県多賀城市
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] MPBを有するBiFeO_3-BiCoO_3エピタキシャル薄膜の磁性と強誘電性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 学会等名: 第32回日本応用磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 宮城県多賀城市
  • 年月日: 2008-09-14
• [学会発表] BiFeO_3-BiCoO_3固溶体薄膜の磁気特性および強誘電性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永沼博
  • 学会等名: 応用物理学会第69回秋季学術講演会
  • 発表場所: 愛知県春日井市
  • 年月日: 2008-09-02
• [備考]
  • URL: http://www.apph.tohoku.ac.jp/spin/
• [備考]
  • URL: http://www.apph.tohoku.ac.jp/spin/
• [備考]
  • URL: http://www.apph.tohoku.ac.jp/spin/