精密に構造制御した酸化物磁性体薄膜の合成とスピン機能の創出

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360273
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 田中 勝久 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80188292)
• 研究分担者: 藤田 晃司 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50314240) ; 村井 俊介 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20378805)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 磁性体 / 薄膜 / 酸化物 / 磁気光学 / スピントロニクス / マルチフェロイクス / 気相合成 / 電子構造

研究概要

酸化物磁性体薄膜を対象に、磁性イオンの価数や分布、格子の歪みなどのサブナノ構造を制御し、また、原子レベルで平滑な薄膜を合成することによって、スピンと紫外・可視光の相互作用に基づく短波長磁気光学、磁性半導体中のスピン偏極キャリアを利用するスピントロニクス、スピンと誘電分極が強くカップリングした系であるマルチフェロイクスのそれぞれの分野に関連した新物質・新材料を開拓した。

研究成果

• [雑誌論文] Eu M_4,5- and L_2,3-edge x-ray magnetic circular dichroism of ferromagnetic amorphous oxides in EuO-TiO_2 System (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamoto, K. Fujita, H. Akamatsu, T. Nakamura, T. Kinoshita, M. Mizumaki, N.Kawamura, M. Suzuki, Y. Kususe, S. Murai, and K.Tan aka
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong correlation between magnetic interaction and oxygen octahedral rotation in divalent europium perovskites (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Akamatsu, Y. Kumagai, F. Oba, K. Fujita, K. Tanaka, and I. Tanaka
  • 雑誌名: Adv. Func. Mater 巻: 23 ページ: 1864-1872
  • DOI: DOI:10.1002/adfm.201202477
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetism induced by lattice volume expansion and amorphization in EuTiO_3 thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, K. Fujita, Y. Maruyama, Y.Kususe, H. Murakami, H. Akamatsu, Y. Zong, and S. Murai
  • 雑誌名: J. Mater.Res. 巻: 28 ページ: 1031-1041
  • DOI: DOI:10.1557/jmr.2013.60
  • 査読あり
• [雑誌論文] First synthesis of EuS nanoparticle thin film with wide energy gap and giant magneto-optical efficiency on glass electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa, M. Kumagai, A. Kawashima, T. Nakanishi, K. Fujita, K. Tanaka, and K. Fushimi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: 116 ページ: 19590-19596
  • DOI: DOI:10.1021/jp306819u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal and electronic structure and magnetic properties of divalent europium perovskite oxides EuMO3 (M=Ti, Zr, and Hf): Experimental and first-principles approaches (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Akamatsu, K. Fujita, H. Hayashi, T. Kawamoto, Y. Kumagai, Y. Zong, K. Iwata, F. Oba, I. Tanaka, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 51 ページ: 4560-4567
  • DOI: DOI:10.1021/ic2024567
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local structure of amorphous EuO-TiO2 thin films probed by x-ray absorption fine structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Zong, K. Fujita, H. Akamatsu, S. Nakashima, S. Murai, and K. Tanaka
  • 雑誌名: J.Am. Ceram. Soc 巻: 95 ページ: 716-720
  • DOI: DOI:10.1111/j.1551-2916.2011.04849.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] 長距離的な強磁性秩序を示す新しい非晶質酸化物 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中勝久, 藤田晃司, 村井俊介, 赤松寛文, Zong Yanhua, 竹本直紘
  • 雑誌名: NEW GLASS 巻: 26 ページ: 26-29
• [雑誌論文] Antiferromagnetic superexchange via 3d states of titanium in EuTiO3 as seen from hybrid Hartree-Fock density functional calculations (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Akamatsu, Y. Kumagai, F. Oba, K. Fujita, H. Murakami, K. Tan aka, and I. Tanaka
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 83 ページ: 214421-1-6
  • DOI: DOI:10.1103/Phys.RevB.83.214421
  • 査読あり
• [学会発表] Electronic structure of ilmenite and ilmenite-hematite solid solution using hard X-ray photoemission spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Matoba, K. Fujita, S. Murai, E. Ikenaga, and K. Tanaka
  • 学会等名: The 11th International Conference on Ferrites
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2013-04-16
• [学会発表] Magnetic Properties of Divalent Europium Perovskite Oxide Thin Films (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka and K. Fujita
  • 学会等名: The 60th Japan Society of Applied Physics Spring Meeting, 招待講演
  • 発表場所: Kanagawa, Japan
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] Eu^2+を含むペロブスカイト型遍歴電子磁性体エピタキシャル薄膜の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉正治, 藤田晃司, 楠瀬好郎, 村井俊介, 田中勝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-03-17
• [学会発表] パルスレーザー堆積法による酸化物磁性薄膜の合成と特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中勝久
  • 学会等名: 日本学術振興会先進セラミックス第124委員会, 招待講演
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] Magnetic and dielectric properties of EuTiO_3 thin film under strain (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, K. Fujita, Y. Maruyama, Y. Kususe, H. Murakami, H. Akamatsu, and S. Murai
  • 学会等名: The 4th International Conference on Smart Materials, Structures and Systems,招待講演
  • 発表場所: Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 2012-06-13
• [学会発表] SrTiO_3 基板上へのFeTiO_3-Fe_2O_3エピタキシャル薄膜の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中尾隆志, 渡邉正治, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久
  • 学会等名: 日本材料学会 第61期学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] Effect of substrate strain and interface on magnetic properties of EuTiO_3 thin film (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, K. Fujita, Y. Maruyama, Y. Kususe, H. Murakami, H. Akamatsu, and S. Murai
  • 学会等名: Materials Research Society, Spring Meeting 2012,招待講演
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-04-13
• [学会発表] Magneto-Optical and Magnetic Properties of Oxide Glasses (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Akamatsu, K. Fujita, S. Murai, and K. Tanaka
  • 学会等名: 4th International Workshop on Photoluminescence in Rare Earths (PRE12)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] EuTiO_3 薄膜へのキャリア導入及び磁気・輸送 特 性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 楠瀬好郎, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2012年年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] Eu^2+ペロブスカイト酸化物の磁性と電子構造に関する第一原理計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 赤松寛文, 熊谷悠, 大場史康, 藤田晃司, 田中勝久, 田中功
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2012年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] EuTiO_3 薄膜の欠陥導入に基づく強磁性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中勝久, 藤田晃司
  • 学会等名: 2012 年春季第59回応用物理学関係連合講演会, 招待講演
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Ferromagnetism of amorphous EuO-TiO2 thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: ナノテクノロジーにおける日伊科学セミナー, 招待講演
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] 第一原理計算によるEu^2+ペロブスカイト酸化物の磁気的相互作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤松寛文, 熊谷悠, 大場史康, 藤田晃司, 田中勝久, 田中功
  • 学会等名: 2011年日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンンター
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] EuTiO_3 薄膜へのキャリア導入及び磁気・輸送特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 楠瀬好郎, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久
  • 学会等名: 2011年日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンンター
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Ferromagnetism in Eu^2+ -Containing Crystalline and Amorphous Oxide Thin Films (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Fujita
  • 学会等名: The Seventh International Conference on High-Performance Ceramics (CICC-7), 招待講演
  • 発表場所: Xiamen, China
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] EuTiO_3 薄膜へのキャリア導入及び磁気・輸送特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 楠瀬好郎, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久
  • 学会等名: 第55回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2011-10-19
• [学会発表] EuO-TiO_2系非晶質薄膜のX線磁気円二色性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河本崇博, 藤田晃司, 赤松寛文, 楠瀬好郎, 村井俊介, 田中勝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Origin of Ferromagnetism in Amorphous EuO-TiO_2 Thin Films (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, K. Fujita, Y. Zong, T. Kawamoto, H. Akamatsu, Y. Kususe, and S. Murai
  • 学会等名: ICCE-19, Oxide Nanocomposites and Heterostructures Symposium, 招待講演
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] Ferromagnetism of Amorphous Oxides Containing Divalent Europium (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 学会等名: ICG 2011 Annual Meeting & 1st International Forum on Glass, 招待講演
  • 発表場所: Shenzhen, China
  • 年月日: 2011-04-01
• [学会発表] Magnetic and electrical properties of EuTi_1-xNb_xO_3 epitaxial thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Murakami, K. Fujita, S. Murai, and K. Tanaka
  • 学会等名: 20th MRS-J Symposium Session E
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2010-12-20
• [学会発表] 格子伸張EuTiO3薄膜の作製と磁気的及び誘電的性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山裕也, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成23年度秋季大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] スピントロニクスデバイス応用を目指したFeTiO_3-Fe_2O_3 固溶体薄膜の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 的場智彦, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成23年度秋季大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] Oxide thin films composed of abundant elements for spintronics applications (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, K. Fujita, S. Murai, H. Hojo, T. Matoba
  • 学会等名: Asian Doctoral Innovation Conference 2010, 招待講演
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2010-10-16
• [学会発表] スピントロニクスデバイス応用を目指したイルメナイト-ヘマタイト固溶体薄膜の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 的場智彦, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久
  • 学会等名: 2010年秋季 第71回応用物理学会学術講演会(講演奨励賞受賞記念講演)
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-14