可逆的配位数スイッチングを用いた単一マルチフェロイック材料のメモリ応用

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H02426
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 安井 伸太郎 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (40616687)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: マルチフェロイック / k-Al2O3構造 / 強誘電性 / 磁性

研究実績の概要

高圧FZを用いて作製したScドープされたFe量1.25(Ga0.75)組成の単結晶について、Scのドープ量(Ga量に対して0-0.15molをドーピング)とそれぞれの酸素八面体3種(Octahedral-Feサイト1、Octahedral-Feサイト2、Octahedral-Gaサイト)および酸素四面体1種(Tetrahedral-Gaサイトにおけるサイト占有率を決定した。XRDおよび中性子測定をを行うことですべての元素について定量的に議論した。
昨年度の結果よりFe1.3におけるSc量の変化に対する磁化は大きな変化が見られなかったが、保持力は大きく増加した。これはScイオンがTetraherton-Gaサイトにダイレクトに占有したのではなく、Octahedral-Feサイトに系統的に置換することが原因であると考えていた。それらについて中性子回折により検証した結果、Scをドーピングした場合、Tetraherton-Gaサイトには全く入ることなくすべてOctahedral-Feサイト1とOctahedral-Gaサイトに単調増加の関係を保ちながら変化することが分かった。さらにFeの占有サイトはScのドーピングで全体的に変化し、その後それぞれのサイトがSc量に対して単調に変化することが分かった。
XMCDの結果より、これらのScをドーピングするとFeのスペクトルが大きく変化し、この結果は中性子をもって説明することが可能であると考えている。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Unveiling a Chemisorbed Crystallographically Heterogeneous Graphene/<i>L</i>1₀-FePd Interface with a Robust and Perpendicular Orbital Moment (2022)
  • 著者名/発表者名: Naganuma Hiroshi、Nishijima Masahiko、Adachi Hayato、Uemoto Mitsuharu、Shinya Hikari、Yasui Shintaro、Morioka Hitoshi、Hirata Akihiko、Godel Florian、Martin Marie-Blandine、Dlubak Bruno、Seneor Pierre、Amemiya Kenta
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 16 ページ: 4139～4151
  • DOI: 10.1021/acsnano.1c09843
• [雑誌論文] Ultrafast charge transfer at the electrode-electrolyte interface via an artificial dielectric layer (2021)
  • 著者名/発表者名: Teranishi Takashi、Kozai Kaisei、Yasuhara Sou、Yasui Shintaro、Ishida Naoyuki、Ishida Kunihiro、Nakayama Masanobu、Kishimoto Akira
  • 雑誌名: Journal of Power Sources 巻: 494 ページ: 229710～229710
  • DOI: 10.1016/j.jpowsour.2021.229710
• [雑誌論文] Ionic Order Engineering in Double-Perovskite Cobaltite (2021)
  • 著者名/発表者名: Katayama Tsukasa、Chikamatsu Akira、Zhang Yujun、Yasui Shintaro、Wadati Hiroki、Hasegawa Tetsuya
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 33 ページ: 5675～5680
  • DOI: 10.1021/acs.chemmater.1c01228
• [雑誌論文] Suppression Mechanisms of the Solid-Electrolyte Interface Formation at the Triple-Phase Interfaces in Thin-Film Li-Ion Batteries (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasuhara Sou、Yasui Shintaro、Teranishi Takashi、Sakata Osami、Hoshina Takuya、Tsurumi Takaaki、Majima Yutaka、Itoh Mitsuru
  • 雑誌名: ACS Applied Materials &amp; Interfaces 巻: 13 ページ: 34027～34032
  • DOI: 10.1021/acsami.1c05090
• [雑誌論文] Excellent electrochemical properties, Li ion dynamics and room temperature work function of Li₂MnO₃ cathode thin films (2021)
  • 著者名/発表者名: Paulraj Vivek、Yasui Shintaro、Bharathi K Kamala
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 32 ページ: 385406～385406
  • DOI: 10.1088/1361-6528/ac0b1c
• [雑誌論文] A surface-supporting method for an anode material of Li₄Ti₅O₁₂ via an epitaxial thin film approach (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasuhara Sou、Yasui Shintaro、Teranishi Takashi、Hoshina Takuya、Tsurumi Takaaki、Itoh Mitsuru
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 60 ページ: SFFB11～SFFB11
  • DOI: 10.35848/1347-4065/ac15a8
• [雑誌論文] Single-Crystal Synthesis of ε-Fe₂O₃-Type Oxides Exhibiting Room-Temperature Ferrimagnetism and Ferroelectric Polarization (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhang Yang、Wang Hui、Tachiyama Koki、Katayama Tsukasa、Zhu Yinghao、Wu Si、Li Hai-Feng、Fang Jinghong、Li Qin、Shi Yun、Wang Ling、Fu Zhengqian、Xu Fangfang、Yu Jianding、Yasui Shintaro、Itoh Mitsuru
  • 雑誌名: Crystal Growth &amp; Design 巻: 21 ページ: 4904～4908
  • DOI: 10.1021/acs.cgd.1c00310
• [雑誌論文] Epitaxial pillar-matrix nanocomposite thin films of Bi-Ti-Fe-O and CoFe₂O₄ grown on SrTiO₃ (110) (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawahira Y.、Harada R.、Maruyama S.、Koganezawa T.、Yasui S.、Itoh M.、Matsumoto Y.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 130 ページ: 084101～084101
  • DOI: 10.1063/5.0060610
• [雑誌論文] Ferroelectric and magnetic properties in <i>ε</i>-Fe₂O₃ epitaxial film (2021)
  • 著者名/発表者名: Hamasaki Yosuke、Yasui Shintaro、Katayama Tsukasa、Kiguchi Takanori、Sawai Shinya、Itoh Mitsuru
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 119 ページ: 182904～182904
  • DOI: 10.1063/5.0063021
• [学会発表] BaTiO3担持リチウムイオン薄膜電池の固体電解質界面(SEI)形成に対する電解液依存性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 七澤太梧、安原颯、寺西貴志、伊藤あゆみ、小林能直、安井伸太郎
  • 学会等名: 第60回セラミックス基礎討論会（熊本大学）
• [学会発表] k-Al2O3型構造マルチフェロイック薄膜の構造と物性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 安井伸太郎
  • 学会等名: 第82回応用物理学会秋期学術講演会（オンライン）
  • 招待講演
• [学会発表] Control of solid electrolyte interface on active material thin films (2021)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Yasui, Sou Yasuhara, Takashi Teranishi, Mitsuru Itoh
  • 学会等名: Materials Research Meetings 2021(MRM2021) (Pacifico Yokohama North, Hybrid)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ultra-fast Piezoresponse Detection using In-situ Synchrotron X-ray Diffraction (2021)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Yasui
  • 学会等名: E-MRS 2021 Spring meeting（Virtual Conference）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Shear-Driven Polarization Switched k-Al2O3 Structure Ferroelectric Materials (2021)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Yasui
  • 学会等名: IEEE ISAF 2021 ISAF-ISIF-PFM（Virtual Conference）
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 安井研究室website
  • URL: https://shintaroyasui.com/