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2008 年度 実績報告書

スピントロニクス材料ミクロ構造の分光学的検証

研究課題

研究課題/領域番号 19019007
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

播磨 弘  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (00107351)

キーワード光物性 / 結晶工学 / 磁性 / 半導体 / 誘電体
研究概要

我々は計算機マテリアルデザイングループと緊密な連携をとりながら、スピントロニクス候補材料の構造と電子物性について、ラマン散乱および紫外/可視/赤外分光の立場から実験的に明らかにし、理論予測の検証を行うこと、また候補材料の物性に関する新しい知見を得ることを目標として研究を遂行した。平成20年度の研究テーマとしては、室温強磁性半導体実現の観点から興味が持たれるワイドギャップ半導体ベース希薄磁性半導体候補材料の局所構造の研究、さらにマルチフェロイックス(強誘電体と強磁性体の融合材料)候補材料の秩序発現機構とフォノン物性の解明の2つをとりあげた。具体的な研究対象としては、希薄磁性半導体関連で磁性不純物(Co)ドープZnOナノ結晶およびバルク粒子、さらにTiO_2ナノ結晶を、またマルチフェロイックス材料関連ではYbMnO_3とHO_3Fe_5O_<12>を取り扱った。
その成果の概略を以下に述べる : 1)溶液合成法によるCoドープZnOナノ結晶ではCoを濃度3%以下でZnサイトに置換制御する技法を確立し、これを証拠立てる種々の分光学的知見を得た。2)粉末合成法によるCoドープZnOバルク粒子ではCoの固溶限界を20%近くまで飛躍的に上昇させることに成功し、将来のスピントロニクス応用に向けて明るい展望を示した。3)溶液合成法によるCoドープTiO_2ナノ結晶では、アナターゼとルチルの相制御とともに、Coを濃度10%以下でTiサイトに置換制御する技法を確立した。4)YbMnO_3はMnスピンの作る反強磁性秩序とYbスピンの作る強磁性秩序が共存する珍しい系であり、本研究ではネール点80K以下でスピンフォノン結合に起因するフォノン周波数の異常を見出した。5)厚みの異なるフェリ磁性体Ho_3Fe_5O_<12>ヘテロエピタキシャル成長膜を観察し、膜中の残留歪みと残留分極の対応関係を実験的に明らかにした。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Structural and electronic properties of Co-doped ZnO nanocrystals synthesized by co-precipitation method2009

    • 著者名/発表者名
      N. Hasuike, et.al.
    • 雑誌名

      phys. stat. sol. c 6

      ページ: 213-216

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and electronic properties of ZnO polymystals doped woth Co2009

    • 著者名/発表者名
      N. Hasuike, et.al.
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 21

      ページ: 064215(5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of TiO_2 nanocrystals controlled by means of the size of magnetic elements and the level of doping with them2009

    • 著者名/発表者名
      H. Nakano, et.al.
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 21

      ページ: 064214(5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-phonon coupling in multiferroic YbMnO_3 studied by Raman scattering2009

    • 著者名/発表者名
      H. Fukumura, et.al.
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 21

      ページ: 064218(5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman scattering study of multiferroic Ho_3Fe_5O_<12> thin film2009

    • 著者名/発表者名
      H. Fukumura, et.al.
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 21

      ページ: 064221(5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of ZnO nanoparticles by resonant Raman scattering and cathodoluminescence spectroscopies2008

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshikawa, et.al.
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett 92

      ページ: 113115(3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic investigation on structure and excitonic-related transitions : Anevidence for Zn^<1-x>Co_xO alloy film as a wide gap semiconductor2008

    • 著者名/発表者名
      Z. Xiao, et.al.
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys 103

      ページ: 043504(5)

    • 査読あり
  • [学会発表] ゾルーゲル法によるZn_<1-x>Mg_xO薄膜の作成と結晶性評価2009

    • 著者名/発表者名
      蓮池紀幸, 他
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-04-02
  • [学会発表] ゾルーゲル法によるZn_<1-x>Mg_xO薄膜の作成と評価2008

    • 著者名/発表者名
      加藤寛之, 他
    • 学会等名
      第19回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2008-12-06
  • [学会発表] 希薄磁性半導体Zn_<1-x>Co_xOのラマン散乱研究2008

    • 著者名/発表者名
      蓮池紀幸, 他
    • 学会等名
      第19回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2008-12-06
  • [学会発表] 光学的手法による固相合成Co : ZnOの電子物性評価2008

    • 著者名/発表者名
      蓮池紀幸, 他
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] 溶液合成法によるルチル型CoドープTiO_2ナノ結晶の合成2008

    • 著者名/発表者名
      中野寛之, 他
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-03
  • [学会発表] YMnO_3薄膜の電界印加ラマン散乱観察2008

    • 著者名/発表者名
      隣信彦, 他
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-02
  • [学会発表] Zn_<1-x>Co_xOナノ結晶の結晶性および電子物性評価2008

    • 著者名/発表者名
      蓮池紀幸,他
    • 学会等名
      第64回日本顕微鏡学会学術講演会
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      2008-05-21

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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