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2007 年度 実績報告書

低温気相成長したマルチフェロイック薄膜の複合構造制御による高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 19360292
研究機関東北大学

研究代表者

増本 博  東北大学, 学際科学国際高等研究センター, 教授 (50209459)

研究分担者 後藤 孝  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60125549)
木村 禎一  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10333882)
塗 溶  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (80396506)
堀田 幹則  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30431604)
キーワードセラミックス / CVD / 薄膜 / チタン酸バリウム / 強誘電体 / 磁性体 / キュリー点 / 誘電率
研究概要

現在の電子デバイスは、強弾性、超弾性、強磁性、強誘電性材料を、単機能材料として利用しているものが一般的であるが今後の、さらなる高集積化、高機能複合化、低エネルギー・省エネルギー化へ向けて、複数の機能を同時に発現し利用する複機能材料の開発をする必要がある。
本年度はまず強誘電体薄膜の作製としてCVD法によるチタン酸バリウム薄膜の作製をおこなった。既設のMOCVD装置によって、各種単結晶基板上に膜が生成する基板温度、原料導入ガス流量、酸化ガス流量、ガス組成、炉内圧力などの合成条件を明らかにした。
また、アルカリ土類酸化物(SrO、CaO、MgO)置換したBa_<1-x>A_xTi_2O_5強誘電体(A=Sr,CaおよびMg)、をアーク溶解により作製し、キュリー温度、誘電率、および結晶構造に及ぼすアルカリ土類金属酸化物の影響を調べた。いずれの元素置換に置いてもBaTi_2O_5強誘電体の格子定数は減少し、それぞれの固溶限はx=0.12,0.08および0.03であった。Ba_<1-x>A_xTi_2O_5の誘電率はxの増加にともない増加し、それぞれX=0.01,0.02および0.005の時に、極大値(3300,5000および3200)であった。キュリー温度(X=750K)は、xの増加にともない減少し、それぞれ703K,685Kおよび665Kとなった。
RFマグネトロンスパッタ装置を用いた、(O2+Ar)の反応性スパッタ法によりCo-Ti-O膜を作成し、磁気特性評価を行った。膜に磁気抵抗効果(MR比)を観察することが出来、その最大値は約10%(in 10 kOe)であった。また、1kOe付近でのMR比の変化も極めて急峻であり、実用上有益である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Microstructure and electrical conductivity of epitaxial BaRuO_3 thin films prepared on(001), (110)and(111)SrTiO_3 substrates by laser ablation2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, H. Masumoto and T. Goto
    • 雑誌名

      Mater. Trans. 48

      ページ: 1919-1923

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructures and electrical properties of Ru-C nano-composite films by PECVD2007

    • 著者名/発表者名
      M. Sakata, T. Kimura and T. Goto
    • 雑誌名

      Mater. Trans. 48

      ページ: 58-63

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Ru-C nano-composite film by MOCVU and electrode properties for oxygen gas sensor2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kimiura and T. Goto
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum 534-536

      ページ: 1485-1488

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of oxygen partial pressure on structure and dielectric property of BaTi_2O_5 films prepared by laser ablation2007

    • 著者名/発表者名
      C. Wang. R. Tu and T. Goto
    • 雑誌名

      Mater. Trans. 48

      ページ: 625-628

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric properties of poly-and single-crystalline BA_<1-x>Sr_xTi_2O2007

    • 著者名/発表者名
      X. Y. Yue, R. Tu and T. Goto
    • 雑誌名

      Mater. Trans. 48

      ページ: 984-989

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of BaRuO_3 and BalrO_3 films by laser ablation2007

    • 著者名/発表者名
      H. Masumoto, A. Ito, Y. Kaneko and T. Goto
    • 雑誌名

      Key Eng. mater. 336-338

      ページ: 730-734

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A. C. Impedance analysis on b-axis oriented BA_<1-x>Sr_xTi_2O_5 prpared by an arc-melting method2007

    • 著者名/発表者名
      X. Y. Yue, R. Tu and T. Goto
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn. 115

      ページ: 648-653

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphology of epitaxiallly grown BaRuO3 and CaRuO_3 thin films by laser ablation2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, H. Masumoto and T. Goto
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater. 352

      ページ: 315-318

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial growth of b-axis oriented BaTi_2O_5 films by laser ablation2007

    • 著者名/発表者名
      C. Wang, R. Tu and T. Goto
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater 352

      ページ: 311-314

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A. C. impidance spectroscopy of b-axis oriented SrO substituted BaTi_2O_5 prepared by arc-melting2007

    • 著者名/発表者名
      X. Y. Yue, R. Tu and T. Goto
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater 352

      ページ: 277-280

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ru-C nanocomposite films prepared by PECVD as an electrode for oxygen sensor2007

    • 著者名/発表者名
      M. Sakata, T. Kimura and T. Goto
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater 352

      ページ: 319-322

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure and electrical conoductivity of BaRuO_3 thin films prepared by laser ablation2007

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, H. Masumoto and T. Goto
    • 雑誌名

      Mater. Trans. 48

      ページ: 2953-2959

    • 査読あり
  • [学会発表] b軸配向BaTi_2O_5多結晶体の誘電的性質に及ぼすアルカリ土類金属元素置換の影響2008

    • 著者名/発表者名
      岳新艶、塗溶、後藤孝
    • 学会等名
      2008年春期(第142回)大会
    • 発表場所
      武蔵工業大学
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] Preparation and photocatalytic properties of titania films by ECR plasma MOCVD2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Masumoto and Takashi Goto
    • 学会等名
      Materials Processing, Properties and Performance
    • 発表場所
      Cheng Du, China
    • 年月日
      2007-09-14
  • [学会発表] Dielectric properties of poly-and single-crystalline(Ba_1-xCa_x)Ti_2O_5 prepared by arc-melting and FZ methods2007

    • 著者名/発表者名
      Guojun Li・Rong Tu・Takashi Goto
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-13
  • [学会発表] Effect of additives on the structural stability of BaTi_2O_5 sintered body2007

    • 著者名/発表者名
      Guojun Li・Rong Tu・Takashi Goto
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-12

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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