多機能融合酸化物薄膜への機能元素ドープ効果とフェロイック物性間の関係解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360284
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 坂本 渉 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 准教授 (50273264)
• 連携研究者: 余語 利信 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (00135310)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 誘電体物性 / 強誘電特性 / 磁気的特性 / 格子欠陥 / 薄膜作製 / 機能元素ドープ / リーク電流特性

研究概要

複数のフェロイック機能を併せ持つ機能融合酸化物薄膜の作製を組成制御が容易な化学溶液プロセスにより行い、望む物性を達成するための機能元素（Mn）のドープの最適化に成功した。また、機能元素のドープによる機能向上メカニズムの解明については、ドープ元素の価数状態と電気的特性および磁気的特性の間の欠陥化学に基づく関係について明らかにした。さらに、強誘電ドメインと磁気ドメインの相互作用について可視化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of Volatile Element Composition and Mn Doping on the Electrical Properties of Lead-Free Piezoelectric (Bi_<0.5>Na_<0.5>)TiO3 Thin Films (2013)
  • 著者名/発表者名: W. Sakamoto, N. Makino, B.-Y. Lee, T. Iijima, M. Moriya and T. Yogo
  • 雑誌名: Sensors and Actuators A 巻: vol.200 ページ: 60-67
  • DOI: 10.1016/j.sna.2012.10.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectric Properties Improvement of Mn-Doped 0.7BiFeO_3-0.3BaTiO_3 Thin Films Fabricated by Chemical Solution Deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito, M. Moriya, W. Sakamoto and T. Yogo
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: vol.566 ページ: 159-162
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.566.159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Multiferroic 0.7BiFeO_3-0.3BaTiO_3 Thin Films by Mn Doping (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ito, W. Sakamoto, M. Moriya and T. Yogo
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: vol.39 ページ: S451-S455
  • DOI: 10.1016/j.ceramint.2012.10.112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Properties of Lead-Free Ferroelectric Mn-Doped K_<0.5>Na_<0.5>NbO_3-CaZrO_3 Thin Films Prepared by Chemical Solution Deposition (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuda, W. Sakamoto, B.-Y. Lee, T. Iijima, J. Kumagai, M. Moriya, T. Yogo
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol.51 ページ: 09LA03-1-6
  • DOI: 10.1143/JJAP.51.09LA03
  • 査読あり
• [雑誌論文] マルチフェロイック酸化物の作製と物性 - BiFeO_3 と積層構造 - (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本 渉, 浅野秀文
  • 雑誌名: まぐね/Magnetics Jpn 巻: vol.7, no.3 ページ: 114-122
  • URL: http://www.magnetics.jp/journal/magne.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanomagnetism in Nanocrystalline Multiferroic Bismuth Ferrite Lead Titanate Films (2011)
  • 著者名/発表者名: V. Tuboltsev, A. Savin, W. Sakamoto, A. Hieno, T. Yogo, J. Räisänen
  • 雑誌名: Journal of Nanoparticle Research 巻: vol.13 ページ: 5603-5613
  • DOI: 10.1007/s11051-010-0134-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of BiFeO_3-Bi_<0.5>Na_<0.5>TiO_3 Thin Films by Chemical Solution Deposition and Their Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Hieno, W. Sakamoto, M. Moriya, T. Yogo
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol.50 ページ: 09NB04-1-6
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.09NB04
  • 査読あり
• [学会発表] 化学溶液法により調製したMn ドープBiFeO_3 薄膜の光電流特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田 健司, 守谷 誠, 坂本 渉, 余語 利信
  • 学会等名: 第23回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜情報文化センター(横浜市)
  • 年月日: 2013-12-09
• [学会発表] Synthesis and Photo-Induced Electrical Properties of Bismuth Ferrite-Based Thin Films (2013)
  • 著者名/発表者名: W. Sakamoto, N. Makino, K. Yoshida, M. Moriya and T. Yogo
  • 学会等名: The 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PacRim10-2013)
  • 発表場所: San Diego (U.S.A.)
  • 年月日: 2013-06-04
• [学会発表] Processing and Characterization of Multiferroic Composite Films Using Metal-Organic Precursor Solutions (2013)
  • 著者名/発表者名: W. Sakamoto, Y. Kawabata, D. Maeda, M. Moriya, T. Yogo
  • 学会等名: 37th International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites (ICACC'13)
  • 発表場所: Daytona Beach (U.S.A.)
  • 年月日: 2013-01-28
• [学会発表] Bi_<0.5>Na_<0.5>TiO_3 系化合物薄膜へのMn ドープが特性に及ぼす効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 牧野 成道, Bong-Yeon Lee, 守谷 誠, 坂本 渉, 飯島 高志, 余語 利信
  • 学会等名: 第32回エレクトロセラミックス研究討論会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2012-10-27
• [学会発表] Chemically Synthesized Mn-Doped BiFeO_3-BaTiO_3 Thin Films and Their Properties (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Sakamoto, Y. Ito, M. Moriya, T. Yogo
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2012
  • 発表場所: Pittsburg (U.S.A.)
  • 年月日: 2012-10-09
• [学会発表] 化学溶液法によるBi(Fe,Mn)O_3 薄膜の作製と電気的・光学的特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田 健司, 守谷 誠, 坂本 渉, 余語 利信
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] マルチフェロイック酸化物の材料設計と強磁性強誘電体薄膜作製へのアプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本 渉
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 東海支部 第44回東海若手セラミスト懇話会 2012年夏期セミナー
  • 発表場所: ウェルシーズン浜名湖(浜松市)
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] 機能性酸化物材料のケミカルプロセスによる合成と特性評価 -強誘電体薄膜を中心に- (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂本 渉
  • 学会等名: 平成24年度応用物理学会北陸・信越支部講演会
  • 発表場所: 金沢大学(金沢市)
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] BiFeO_3 系化合物薄膜へのMnドープが特性に及ぼす効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本 渉, 伊藤 裕矢, 前田 大樹, 守谷 誠, 余語 利信
  • 学会等名: 第31回エレクトロセラミックス研究討論会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] Mn Doping Effect on Electrical Properties of Lead-Free K_<0.5>Na_<0.5>NbO_3 Thin Films (2011)
  • 著者名/発表者名: W. Sakamoto, T. Matsuda, Y. Nakashima, B.-Y. Lee, T. Iijima, M. Moriya, T. Yogo
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2011
  • 発表場所: Columbus (USA)
  • 年月日: 2011-10-18
• [学会発表] 化学溶液法により作製したBiFeO_3-(Bi_<0.5>Na_<0.5>)TiO_3 薄膜の電気的特性に対するMn ドープ効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本 渉, 日恵野 敦, 守谷 誠, 余語 利信
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Mn Doping Effect on Electrical and Magnetic Properties of BiFeO_3-BaTiO_3 Thin Films Prepared by Chemical Solution Deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: W. Sakamoto, Y. Ito, M. Moriya, T. Yogo
  • 学会等名: International Symposium on Integrated Functionalities (ISIF) 2011
  • 発表場所: Cambridge (England)
  • 年月日: 2011-08-02
• [学会発表] Synthesis and Properties of Multiferroic BiFeO_3-Based Thin Films by a Crystal Lattice Distortion Control (2011)
  • 著者名/発表者名: W. Sakamoto, Y. Ito, A. Iwata, M. Moriya, T. Yogo
  • 学会等名: 12th Conference of the European Ceramic Society (ECerS VII)
  • 発表場所: Stockholm (Sweden)
  • 年月日: 2011-06-22