2020 年度研究成果報告書

新規な電圧駆動型の高性能磁気光学素子の実現に向けた高機能強磁性・強誘電薄膜の作製

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	17K06784
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	無機材料・物性
研究機関	秋田大学
研究代表者	吉村哲秋田大学, 理工学研究科, 教授 (40419429)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	強磁性・強誘電薄膜 / 磁化の電圧駆動 / 磁気光学素子 / 垂直磁気異方性 / 磁気Kerr効果
研究成果の概要	新規に作製した(Bi,La)(Fe,Co)O3において、従来材料では得られなかった、垂直磁気異方性・最大で２°を超える磁気Kerr回転角を実現した。ただし、その値は特定波長のみであり、可視光用空間光変調素子の実現には不向きであった。このため「電界印加磁気転写」を検討した。[Co/Pd]nドットを(Bi,La)(Fe,Co)O3上に積層し、電界印加により[Co/Pd]nの磁区構造を消磁状態から磁化状態に変化させることに成功した。更に(Bi,Nd)(Fe,Co)O3において、垂直磁気異方性・従来材料の1.5倍の140 emu/cm3の飽和磁化・安定的に0.3°程度の磁気Kerr回転角が得られた。
自由記述の分野	電気電子材料
研究成果の学術的意義や社会的意義	強磁性・強誘電薄膜において、強誘電特性や磁化の大きさについては多く議論されているが、磁気Kerr回転角度やその波長依存性についてはほとんど調べられていなかった。本研究により、電界駆動型の磁気光学素子への本材料の適用可能性の議論が生まれたのみならず、強磁性・強誘電薄膜のこれまで知られていなかった物性が明らかとなった。また、磁気光学素子に適した、磁気Kerr効果の大きな強磁性・強誘電薄膜材料を探索した中で、磁気記録デバイスへの応用に適した、垂直磁気異方性を有し、飽和磁化および保磁力が大きい材料も見つかったことから、電界駆動型の磁気記録デバイスの実現性も議論ができるようになった。