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2009 年度 実績報告書

構造転移の有無を制御する新規なエピタキシー効果による金属窒化物薄膜の物性制御

研究課題

研究課題/領域番号 19655076
研究機関広島大学

研究代表者

犬丸 啓  広島大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80270891)

キーワードMBE,エピタキシャル / 強相関電子系 / セラミックス / 結晶成長 / 超伝導材料・素子 / 超伝導 / 薄膜 / 応力
研究概要

本年度は,ReNx系も含め窒化物系の総括をおこなうとともに,エピタキシーによる物性制御をねらう本研究の基点となったCrNに立ち返って検討を行った.以前のPLDによる薄膜成長とは別に電子ビーム加熱と窒素ラジカル照射を組み合わせたMBEによるCrN薄膜の合成を行った.MgO(001)およびα一Al_2O_3(001)にそれぞれCrN(001), CrN(111)配向膜が成長した.X線回折逆格子マッピングおよび煽り角を用いた非対称反射の測定から求めた格子定数から,CrN(001)薄膜ではミスフィット転移により格子が完全に緩和していること,CrN(111)薄膜でもαが90度に極めて近くほとんど歪みのない膜であることがわかった.これらの薄膜の電気伝導度測定では,これらMBEによる薄膜では反強磁性転移にともなう異常点がみられた.一方,PLDによるCrN(111)薄膜はα=89.3度と応力によるとおもわれる歪みが生じており,転移も消失している.基板の束縛の効果とともに,反強磁性によりバルクで生じる構造歪みとは異なる方向への応力が転移の消失に関与している可能性がある.CrN(111)膜のX線逆格子マップには鋭いCrystal Truncation Rodが観測されており,この薄膜はlateral correlation lengthが十分に広い部分を含んでいることを示唆する.この結果の差異は本質的な問題を含んでおり,詳細な検討をすべき重要な問題である.基板と薄膜の相互作用による磁性・構造転移の制御という意味で階層化した構造による重要な機能発現と考えられるので,進行中の課題(20350095)でさらに解析を進める計画である.以上,本研究により,基板のエピタキシー効果による顕著な物性変化を示す系の物性科学において基礎的かつ重要な端緒をつかむことができ,今後の研究展開につなげることができた.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Interstitial binary nitride ReNx phases prepared by pulsed laser deposition : Structure and superconductivity dependence on nitrogen stoichiometry2009

    • 著者名/発表者名
      M.Fuchigami, K.Inumaru, S.Yamanaka
    • 雑誌名

      J.Alloys Compd 486

      ページ: 621-627

    • 査読あり
  • [学会発表] MBEで合成した反強磁性CrNエピタキシャル薄膜の構造転移制御2010

    • 著者名/発表者名
      和泉怜志, 犬丸啓, 山中昭司
    • 学会等名
      日本化学会第90春季年会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-03-26
  • [学会発表] PLD法を用いた窒化ホウ素薄膜の合成2010

    • 著者名/発表者名
      安西淳, 淵上雅世, 犬丸啓, 山中昭司
    • 学会等名
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • 年月日
      2010-01-13
  • [学会発表] Control of the structural transition at the Neel point of CrN epitaxial thin films using epitaxial growth2009

    • 著者名/発表者名
      犬丸啓, 小山邦彦, 和泉怜志, 山中昭司
    • 学会等名
      The 4th Hiroshima Workshop on Sustainable Materials Science
    • 発表場所
      広島大学(東広島市)
    • 年月日
      2009-11-14
  • [学会発表] CrNおよびBaBiO_3薄膜の構造転移のエピタキシーによる制御2009

    • 著者名/発表者名
      犬丸啓, 小山邦彦・宮田創・和泉怜志・山本剛史・山中昭司
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      2009-09-18

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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