| 研究課題/領域番号 |
19360298
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
田中 勝久 京都大学, 工学研究科, 教授 (80188292)
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| 研究分担者 |
藤田 晃司 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50314240)
村井 俊介 京都大学, 工学研究科, 助教 (20378805)
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| キーワード | 磁性 / スピンエレクトロニクス / 酸化物磁性体 / 磁性半導体 / 薄膜 / 電気伝導 / ホール効果 / パルスレーザー堆積法 |
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| 研究概要 |
本研究ではスピンエレクトロニクスの世界で未開拓である酸化物結晶をもとに、磁性体および半導体として高い機能を持っ薄膜を精密な条件下で精度よく作製するとともに、電荷、スピン、光が高次に相互作用して現れる新しい現象を利用したスピン工学素子を創製することを目的としている。本年度もこれまでの年度と同様、物質探索と基礎的な磁性と電気伝導特性の評価に力点を置くと同時に、得られた成果を整理して、デバイス応用への指針を検討した、昨年度までにパルスレーザー堆積法を用いてFeTiO_3-Fe_2O_3系およびFe_3O_4-Fe_2TiO_4系の磁性半導体薄膜を作製することに成功しているが、本年度はさらに合成条件の最適化を試み、前者ではc面のみならずa面配向したエピタキシャル薄膜の低温合成に成功し、後者では基板にMgOを用いることにより原子レベルで平滑な表面を持つ単結晶薄膜を育成することが可能となった。また、昨年度の成果として得られた強磁性EuTiO_3薄膜における磁気的相互作用の考察に基づき、Eu^<2+>を高濃度で含む酸化物ガラスあるいは非晶質薄膜を作製して、それらが明確に強磁性転移を示すことを明らかにした。さらに、EuTiO_3と類似の構造を持つ結晶としてEuZrO_3に着目し、その構造と磁性を調べた。EuZrO_3の構造と磁性に関する報告はいくつかあるものの統一的な結論は得られておらず論争の対象となっている。本研究ではEu^<2+>の価数制御を精密に行うことで高品質のEuZrO_3結晶を作製し、構造は斜方晶ペロブスカイトであり、約4Kにネール温度を持つ反強磁性体となることを明らかにした。一方、昨年度の成果であるFeO-P_2O_5系酸化物ガラスの可視域での大きな磁気光学効果に関連して、この系のガラスの磁性をスピンダイナミクスを駆使して詳細に調べ、Fe^<2+>の大きな磁気異方性に特徴的な磁気的性質を抽出することに成功した。
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