• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

自己組織化酸化物ナノスピントロニクス

公募研究

研究領域コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス
研究課題/領域番号 23104507
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

田中 秀和  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80294130)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード自己組織化 / ナノヘテロ構造 / 3d遷移金属酸化物 / 強磁性体 / 強誘電体 / スピントロニクス / 強磁性半導体酸化物 / 強誘電体酸化物 / ヘテロ界面 / ナノ構造 / 電界効果トランジスタ / 温室強磁性
研究実績の概要

3d遷移金属酸化物は、室温より遥かに高い転移温度を有する強磁性体(Fe,Zn)3O4(FZO)や、巨大な自発分極を持つ強誘電体BiFeO3(BFO)など、非常に魅力的な物性を有する物質群である。これらの酸化物では、各物性の界面を通じた相乗効果による新機能の創出が強く期待され、その新機能の舞台となる酸化物3次元ナノへテロ構造を構築できる手法の実現が望まれている。しかし、酸化物はトップダウン手法による微細加工が非常に困難であり、未だ薄膜デバイス形成に留まっている。この課題に対し、本研究では、酸化物3次元ナノへテロ構造を簡便・大面積に構築可能な自己組織化(ナノ相分離)薄膜成長を人工的に高度に制御できる独自のナノ構造作製手法を開発し、従来の描画技術だけでは作製が困難であった、Fe系酸化物ナノヘテロ構造体の作製に成功した。
ナノシードを成長起点としてナノ相分離成長させることにより(3次元ナノシード法)、位置・サイズを人工的に規定したFZO-BFOエピタキシャルナノヘテロ構造体を作製し、圧電応答顕微鏡を用いたナノスケール物性評価によってBFOナノ結晶が強誘電性を有することを明らかにした。3次元ナノシード法を用いてナノ相分離成長を人工制御することにより、強誘電性BFOゲート(厚さ~50nm)で囲まれた強磁性FZOナノドット(幅~100nm)を伝導チャネルとするスピン電界効果トランジスタ構造の集積体を作製することに成功した。また、3次元ナノシード法と組成変調によるサイズ制御とを融合し、形状磁気異方性を系統的に変化させた強磁性Feナノドット-反強磁性LaSrFeO4ナノへテロ構造の構築にも成功した。本研究で開発した独自のナノ相分離薄膜成長の人工制御は、スピントロニクス応用が期待されるナノヘテロ構造を作製することが可能であり、高度情報化社会の構築に大きな意義を有するものである。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Epitaxial Inversion on Ferromagnetic (Fe,Zn)3O4/Ferroelectric BiFeO3 Core-Shell Nanodot Arrays using 3D Nano-seeding Assembly2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sakamoto, K. Okada, A. N. Hattori, T. Kanki, A. S. Borowiak, B. Gautier, B. Vilquin, H. Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 号: 10

    • DOI

      10.1063/1.4794810

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compositionally tunable three-dimensional nano-seeding assembly in Fe-LaSrFeO4 nanostructure2013

    • 著者名/発表者名
      K. Okada, H. Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 号: 6

    • DOI

      10.1063/1.4791756

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Position-controlled functional oxide lateral heterostructures consisting of artificially aligned (Fe,Zn)3O4 nanodots and BiFeO3 matrix2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sakamoto, K. Okada, A. N. Hattori, T. Kanki, H. Tanaka
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 23 号: 33 ページ: 335302-335302

    • DOI

      10.1088/0957-4484/23/33/335302

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three dimensional nano-seeding assembly of ferromagnetic Fe/LaSrFeO4 nano-hetero dot array2012

    • 著者名/発表者名
      K. Okada, T. Sakamoto, K. Fujiwara, A. N. Hattori, T. Kanki, H. Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 112 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4739719

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembled growth of spinel (Fe, Zn)_3O_4-perovskite BiFeO_3 nano-composite structures using pulsed laser deposition2012

    • 著者名/発表者名
      T.Sakamoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: Vol.51

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct fabrication of integrated 3D epitaxial functional transition metal oxide nanostructures using extremely small hollow nanopillar nano-imprint metal masks2011

    • 著者名/発表者名
      N.-G Cha
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: Vol.22

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3D Nano-seedig Assembly of Well Ordered Ferromagnetic Fe/LaSrFeO4 Nano-hetero Dot Array2012

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka
    • 学会等名
      MRS Fall Meeting Exhibit
    • 発表場所
      Sheraton (Boston)
    • 年月日
      2012-11-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組成制御ナノシード自己組織化による微小Feドット-LaSrFeO4ナノ構造の作製2012

    • 著者名/発表者名
      岡田浩一
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学、松山大学 (愛媛県)
    • 年月日
      2012-09-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 3D Nano-Seeding Self-Assembly of Ferromagnetic Fe Dot Array-LaSrFeO4 Nano-Heterostructure2012

    • 著者名/発表者名
      K. Okada
    • 学会等名
      The Twentieth Annual International Conference on Composites or Nano Engineering
    • 発表場所
      Ramada Beijing North Hotel (Beijing)
    • 年月日
      2012-07-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Multi-dimensional Oxide Nanostructures and its Physical Properties2012

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 学会等名
      2012 Materials Research Society (MRS) Spring Meeting, Tutorial
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ)(招待講演)
    • 年月日
      2012-04-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 強磁性Fe/絶縁体LaSrFeO_4自己集合ナノ構造の成長位置制御2012

    • 著者名/発表者名
      K.Okada
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 完全位置制御(Fe,Zn)_3O_4-BiFeO_3ナノピラーヘテロ構造の創製2012

    • 著者名/発表者名
      T.Kanki
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物ナノ構造形成プロセス2012

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 学会等名
      2012年春季第50回応用物理学関係連合講演会スクール機能性酸化物入門~理論、加工・計測技術、応用
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Controlled Growth Position and Aligned Magnetic Domains in Self-organized Fe/LaSrFeO_4 Nanostructure2011

    • 著者名/発表者名
      K.Okada
    • 学会等名
      The 15^<th> SANKEN International Symposium, The 10^<th> SANKEN Nanotechnology Symposium
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2011-11-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ferromagnetic semiconductor-ferroelectric insulator nanocomposite thi films by self-assembled growth using a pulsed laser deposition method2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sakamoto
    • 学会等名
      7^<th> Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2011-11-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Position-selective Growth of Self-organized Fe Nanopillars on Substrates with Patterned Nanodots", 7^<th> Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium2011

    • 著者名/発表者名
      K.Okada
    • 学会等名
      7^<th> Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2011-11-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Self-assembled growth of ferromagnetic semiconductor-ferroelectric insulator nanocomposite structures using a pulsed laser deposition method2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sakamoto
    • 学会等名
      24^<th> International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      ANA Hotel Kyoto (Kyoto)
    • 年月日
      2011-10-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 大阪大学 産業科学研究所 田中研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/bis/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi