原子間力/走査型トンネル顕微鏡によるスピンデバイス電極の磁化容易制御条件の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H03872
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 阿部 真之 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00362666)
• 研究分担者: 浜屋 宏平 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90401281)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: スピンデバイス / SrTiO3 / 走査型トンネル顕微鏡 / STM / Fe

研究実績の概要

前年度までに開発をほぼ完了した走査型トンネル顕微鏡/分子線ビームエピタキシー（STM/MBE）複合装置を用いて、SrTiO3(100)-(R13xR13)最構成表面上におけるFeの初期成長の様子をSTMを用いて高分解能観察した。まず、SrTiO3(100)-(R13xR13)最構成表面の作製条件を見出すことに注力したが、過去の研究を参考に、酸素分圧下で加熱を行うことで、平坦性のある表面作製が可能になった。この表面上にMBEを用いてFeを蒸着した。蒸着した表面と300℃で加熱した表面において、STM画像パターンがどのように変化するかを調べた。その結果、300℃で加熱した場合は、(R13xR13)構造ではあるものの、明らかにコントラストの変化があることを確認した。また、Fe蒸着を行った表面にはクラスタ状の粒子が多く存在し、試料の加熱温度や加熱時間を変化させても、その状態が維持されて、試料表面が平坦化されるという条件を見出すことができなかった。そこで、通常の(R13xR13)構造、Fe蒸着によってコントラスト変化した(R13xR13)表面、クラスタ状でI-V特性を測定した。その結果、(R13xR13)構造は非常によく似た半導体の状態を示す特性が得られ、クラスタでは金属の特性が得られた。その結果より、コントラストが変化した(R13xR13)構造はFe蒸着によって最表面だけが影響を受けていると考えられる。また、クラスタは鉄と試料表面のO原子が混ざりあった状況になっていると考えられる。いずれの結果も、今後の追試実験を進め、表面構造と電子状態の関係を明らかにしていく。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] "Dual contrast mode" imaging of anatase TiO2(001)-(1x4) reconstructed surface using non-contact atomic force microscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: D. Katsube and M. Abe
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface structure switching between (1x1) and (1x 2) of rutile TiO2(110) with scanning tunneling microscopy and low energy electron diffraction (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Ojima, D. Katsube, H. Yamashita, Y. Miyato, S. Abo, and M. Abe
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging patterns of anatase TiO2(001) with non-contact atomic force microscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: D. Katsube and M. Abe
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 30 ページ: 215704
  • DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6528/ab02a7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Study of Lumped Parameter Circuits and Multiconductor Transmission Lines for Time-Domain Analysis of Electromagnetic Noise (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Abe and H. Toki
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 9 ページ: 118
  • DOI: DOI:10.1038/s41598-018-36383-3.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-resolution imaging of LaAlO3 (100)-(1x4) reconstructed surface using non-contact atomic force microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: D. Katsube and M. Abe
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 113 ページ: 31601
  • DOI: https://doi.org/10.1063/1.5037741
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifacial nucleobases for hexaplex formation in aqueous solution (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Kashida, Y. Hattori, K. Tazoe, T. Inoue, K. Nishikawa, K. Ishii, S. Uchiyama, , H. Yamashita, M. Abe, Y. Kamiya, H. Asanuma
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 140 ページ: 8456-8462
  • DOI: DOI: 10.1021/jacs.8b02807
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of surface potential and hydroxyapatite formation on TiO2 scales containing nitrogen-related defects (2018)
  • 著者名/発表者名: Masami Hashimoto, Takafumi Ogawa, Satoshi Kitaoka, Shunsuke Muto, Maiko Furuya, Hiroyasu Kanetaka, Masayuki Abe, Hayato Yamashita
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 155 ページ: 379-385
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.05.072
  • 査読あり
• [学会発表] FDTD法を用いた有限なグランド平面の電位変動によって生じる電磁ノイズ現象の定量化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 神野崇馬、木虎秀二、土岐博、阿部真之
  • 学会等名: 2019年電子情報通信学会総合大会
• [学会発表] 水吸着したアナターゼ型TiO2(001)(1×4)再構成表面の非接触原子間力顕微鏡測定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 勝部大樹、大野真也、高柳周平、尾島章輝、前田元康、吉田光、西静佳、吉越章隆、阿部真之
  • 学会等名: 応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] リアルタイム光電子分光による水吸着二酸化チタン表面の評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高柳周平、大野真也、勝部大樹、尾島章輝、前田元康、吉田光、西静佳、阿部真之
  • 学会等名: 応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] 非接触原子間力顕微鏡による SrTiO3 (100) (√13×√13)-R33.7°再構成表面の観察 (2018)
  • 著者名/発表者名: 勝部大樹、阿部真之
  • 学会等名: 2018年日本表面真空学会学術講演会
• [学会発表] 機械学習を用いた周波数シフトカーブの自動解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: Diao Zhuo、杉本宜昭、勝部大樹、阿部真之
  • 学会等名: 2018年日本表面真空学会学術講演会
• [学会発表] Imaging of LaAlO3(100) (1×4) Reconstructed Surface by Non-Contact Atomic Force Microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: D. Katsube and M. Abe
  • 学会等名: ACSIN-14 & ICSPM26
• [学会発表] Investigation of Anatase-TiO2(001) (1×4) Reconstructed Surface by Non-Contact Atomic Force Microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: D. Katsube and M. Abe
  • 学会等名: ACSIN-14 & ICSPM26
• [学会発表] Non-Contact Atomic Force Microscopy Observation of SrTiO3(100) (√13×√13)-R33.7° Reconstructed Surface (2018)
  • 著者名/発表者名: D. Katsube and M. Abe
  • 学会等名: ACSIN-14 & ICSPM26
• [学会発表] Machine-learning Extraction of Short-Range Force Part with Non-contact Atomic Force Microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: D. Zhuo, Y. Sugimoto, D. Katsube and M. Abe,
  • 学会等名: ACSIN-14 & ICSPM26
• [学会発表] Cleaning SrTiO3(100) surface for spin device processes (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Maeda, D. Katsube, S. Abo, Y. Miyato, H. Yamashita, S. Yamada, K. Hamaya and M. Ab
  • 学会等名: ACSIN-14 & ICSPM26
• [学会発表] Transition of Surface Structure from (1×1) to (1×2) of Rutile TiO2(110) (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Ojima, D. Katsube, H. Yamashita, Y. Miyato, S. Abo and M. Abe
  • 学会等名: ACSIN-14 & ICSPM26
• [学会発表] MC3T3-E1 Cellular Response and Protein Detection on Surface Potential-Controlled TiO2 Scale in Serum-Containing Medium (2018)
  • 著者名/発表者名: Masami Hashimoto, Takafumi Ogawa, Satoshi Kitaoka, Shunsuke Muto, Maiko Furuya, Hiroyasu Kanetaka, Masayuki Abe, Hayato Yamashita
  • 学会等名: 30th Symposium and Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Medicine
• [学会発表] ルチル型TiO2(110)表面における(1×1)構造から(1×2)構造への構造遷移観察 (2018)
  • 著者名/発表者名: 尾島 章輝、勝部 大樹、宮戸 祐治、山下 隼人、阿保 智、阿部 真之
  • 学会等名: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] 非接触原子間力顕微鏡によるSrTiO3(100) (√13×√13) R33.7°の観察 (2018)
  • 著者名/発表者名: 勝部 大樹、阿部 真之
  • 学会等名: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] 機械学習を用いた周波数シフトカーブの自動処理法 (2018)
  • 著者名/発表者名: ちょう たく、勝部 大樹、阿部 真之
  • 学会等名: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] リアルタイム光電子分光による二酸化チタン表面電子状態の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高柳 周平、大野 真也、勝部 大樹、吉田 光、吉越 章隆、阿部 真之、尾島 章輝、前田 元康
  • 学会等名: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] Imaging Contrast of Anatase TiO2(001) with Non-Contact Atomic Force Microscop (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Abe
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on “Recent Trend in the Elucidation and Function Discovery of Next Generation Function Materials of Surface/Interface Properties
  • 招待講演
• [図書] Compendium of Surface and Interface Analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Abe
  • 総ページ数: 835
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9811061556