対称性が破れた強誘電体リラクサー人工格子形成と脳型メモリ創成

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16360154
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東京大学 (2006); 大阪大学 (2004-2005)
• 研究代表者: 田畑 仁 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00263319)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• キーワード: リラクサー / 人工格子 / スピングラス / スピネル / ガーネット

研究概要

物性“ゆらぎ"の1現象であるスピングラスは、隣り合うスピンを並行に揃えようとする強磁性相互作用と、反並行に揃えようとする反強磁性相互作用が混在した状態、つまり、“フラストレーション"と“ランダムネス"とが競合した際に生じる興味深いスピン状態である。前述したように、スピネル型結晶構造を持つフェライト化合物(FeO){Fe_2O_3}を薄膜化することにより、室温を超える高い温度でのクラスター(スピングラス)グラス材料の合成に成功した。ホップフィールドによればスピングラスを示すハミルトニアンが、脳シナプスにおける情報伝達モデルと同値とされており、スピングラスを利用した脳型素子が期待される。一方、双極子“ゆらぎ"についても、人工格子技術を用いたペロブスカイト型酸化物において、双極子グラスとも言うべきリラクサー材料を対象として、双極子ゆらぎを人工的に制御することに成功している。さらにスピン秩序と双極子秩序を併せ持つ物質(マルチフェロ材料)を、ガーネット型フェライトにおいて実現し、これをトンネルバリアとして、スピングラスと強磁性金属によりサンドイッチしたスピンTMR素子は、スピンフィルタ機能を有すると共に、外場により強誘電性による双安定ポテンシャルおよび、強磁性によるゼーマン項を利用する事で多値論理回路への適応が可能となると思われる。このように、スピンおよび双極子の協調現象および“ゆらぎ"機能を利用する事で、新しい光エレクトロニクスが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneous control of growth mode and ferromagnetic ordering in Co-doped ZnO layers with Zn polarity (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui
  • 雑誌名: Physical Review B 75 ページ: 014438
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Co-doped ZnO homoepitaxy : Repeated oxygen-pressure modulated epitaxy (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 3 ページ: 4106-4109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Simultaneous control of growth mode and ferromagnetic ordering in Co-doped ZnO layers with Zn polaritv (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui, H. Tabata
  • 雑誌名: Physical Review B 75 014438
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Co-doped ZnO homoepitaxy : Repeated oxygen-pressure modulated epitaxy (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui, H. Tabata
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 3 ページ: 4106-4109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Influence of Microstructure on the Complex Permeability of Spinel Type Ni-Zn Ferrite (2006)
  • 著者名/発表者名: S. T. Mahmuda
  • 雑誌名: J. Magnetism & Magnetic Materials 305 ページ: 269-274
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Stranski-Krastanov growth in Mg0.37Zn0.63O/ZnO heteroepitaxy : Self-organized nanodots and local composition separation (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 89 ページ: 091909
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Novel DNA Nano-Patterning Design Method Utilizing Poly-L-Lysine Patterning by Nanoimprint Lithography (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Ohtake
  • 雑誌名: J. Nanosci. Nanotechnol. 6 ページ: 2187-2190
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Correlation of self-organized surface nanostructures and anisotropic electron transport in nonpolar ZnO (10-10) homoepitaxy (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 99 ページ: 124307
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dielectric and ferroelectric properties of c-axiis oriented strontium bismuth tantalate thin films applied transverse electric fields (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Kotani
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 99 ページ: 124106
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Modification of Temperature Dependence of Dielectric Properties by Symmetry-Controlled Superlattices Thin Films of BaZr_xTi_<1-x>O_3 (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 45 ページ: 4484-4488
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Critical thickness and lattice relaxation of Mg-rich strained Mg_<0.37>Zn_<0.63>O (0001) layers towards multi-quantum-wells (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 99 ページ: 024902
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 酸化亜鉛半導体薄膜の光・電子・磁気機能-極性・非極性の観点から- (2006)
  • 著者名/発表者名: 松井裕章
  • 雑誌名: 応用物理 75 ページ: 1211-1217
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 酸化物半導体ZnO薄膜の成長表面と格子欠陥 (2006)
  • 著者名/発表者名: 松井裕章
  • 雑誌名: 表面科学 27 ページ: 708-714
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 強誘電体薄膜BaZrxTil-xO3の超格子による温度特性の制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 河原敏男
  • 雑誌名: 超音波TECHNO 9-10 ページ: 31-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Influence of Microstructure on the Complex Permeability of Sninel Tyne, Ni-Zn Ferrite (2006)
  • 著者名/発表者名: S. T. Mahmuda Hosain, H. Tabata
  • 雑誌名: J. Magnetism & Magnetic Materials 305 ページ: 269-274
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Stranski-Krastanov growth in Mg0.37Zn0.63O/ZnO heteroepitaxy : Self-organized nanodots and local composition separation (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui, H. Tabata
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 89, 091909
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Novel DNA Nano-Patterning Design Method Utilizing Poly-L-Lysine Patterning bv Nanoimprint Lithography (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Ohtake, H. Tabata
  • 雑誌名: J. Nanosci. Nanotechnol. 6 ページ: 2187-2190
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Correlation of self-organized surface nanostructures and anisotropic electron transport in nonpolar ZnO (10-10) homoepitaxv (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui, H. Tabata
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 99, 124307
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dielectric and ferroelectric properties of c-axis oriented strontium bismuth tantalate thin films applied transverse electric fields (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Kotani, A. Fujimori, H. Tabata
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 99, 124106
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Modification of Temperature Dependence of Dielectric Properties by Symmetry-Controlled Superlattices Thin Films of BaZr_xTi_1-xO_3 (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara, H. Tabata
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 45 ページ: 4484-4488
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Critical thickness and lattice relaxation of Mg-rich strained Mg_0.37Zn0.63O(0001)layers towards multi-quantum-wells (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui, H. Tabata
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 99 024902
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 科学立国日本を築く (2006)
  • 著者名/発表者名: 田畑仁
  • 総ページ数: 325
  • 出版者: 日刊工業新聞社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より