| 研究課題/領域番号 |
21360150
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
奥山 雅則 大阪大学, 名誉教授 (60029569)
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| 研究分担者 |
金島 岳 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (30283732)
寒川 雅之 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (70403128)
RICINSCHI Dan 東京工業大学, 総合理工学研究科, 特任准教授 (60403127)
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| キーワード | 磁性 / 誘電物性 / 電子・電気材料 / 結晶成長 / 物性実験 |
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| 研究概要 |
キュリー点、ネール点が高く室温で強誘電性と強磁性を併せ持つマルチフェロイックの代表的物質としてBiFeO_3(BFO)があり、デバイス応用の観点からも魅力ある電子材料である。さらに、申請者等によりレーザアブレーション法により薄膜作製が行われ166μC/cm^2という巨大な自発分極を持つこと(PZTやPbTiO_3の約1.5倍)が明らかにされた。しかし、磁性は反平行にスピンが並ぶため反強磁性でスピンのキャンティングにより小さな磁化しか持たない。そこで、磁場印加レーザアブレーション法により作製し、スピンを部分的に反平行以外に変えたり、Feの一部をCoで置きかえることにより、優れた強誘電性を保持しつつ強磁性の増大を図ることとした。
まず、レーザアブレーション装置内のターゲットと基板ホルダーを取り囲むように円筒型超伝導磁石を設置し、0-0.4Tの磁場を印加してPt/TiO_2/SiO_2/Si基板上にBFOおよびBiFe_<1-x>Co_xO_3(BFCO)薄膜を作製した。磁場の増加とともに薄膜の堆積速度は上がり、0.4Tで磁場無に比べ約5倍となった。また(010)ピークは低角度側にシフト、膜厚方向に伸びていた。BFCO膜では、分極ヒステリシスが得られ、残留分極は磁場無で60μC/cm^2であったが、0.4Tの磁場印加では90μC/cm^2まで増大した。磁気ヒステリシスも得られ、飽和磁化は磁場無で5.1emu/cm^3であったが、0.4Tの磁場印加では7.4emu/cm^3まで増大した。今後、2T程度の据置型電磁石も準備し、可変強磁場を用いた研究進展も期待したい。
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