電気磁気効果増幅型エンジニアードマルチフェロイクス材料の創製

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23686094
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 横田 壮司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10402645)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 電気磁気効果 / マルチフェロイック / エピタキシャル成長 / 磁性 / 誘電性

研究概要

本研究は、電界（磁界）によって磁界（電界）を誘起することが出来る電気磁気効果(ＭＥ効果)薄膜結晶成長技術を用いて作成した人工超格子構造によって実現することを目指したものである。そのような背景を元にCr2O3/LiNbO3/Cr2O3エピタキシャル積層膜を作製した。LiNbO3の層厚と外場（電場・磁場）によって磁性・誘電性を多様に制御できることを明らかにし、またその変化量を単相のCr2O3に対して6倍大きくすることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Electric and Magneto-electric properties of Cr_2O_3 thin films (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ichikawa, T. Yokota, and M. Gomi
  • 雑誌名: e-journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: Vol. 12 (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detailed analyses of electric field-induced resistance switching behavior of SrFeO_<3-x>film (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, S. Kito, and M. Gomi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 ページ: 02BC17-1–5
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.02BC17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Injected charge modulation using magnetic filtering effect in Au/Cr_2O_3/FeCr/CeO_2/Si capacitor (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ichikawa, S. Murata, and M. Gomi
  • 雑誌名: e-journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: Vol. 11 ページ: 122-126
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2013.122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-charge multi injection mechanism of a magneto-electric capacitor (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, S. Murata, and M. Gomi
  • 雑誌名: Journal of Ceramic Society of Japan (Express Letter) 巻: 121[12] ページ: 1-4
  • DOI: 10.2109/jcersj2.121.1008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth and magnetoelectric properties of magnetoelectric multilayers : Cr_2O_3/ LiNbO_3/ Cr_2O_3 thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ichikawa, and M. Gomi
  • 雑誌名: e-journal of Surface Science and Nanotechnology (Super express Letter) 巻: Vol. 11 ページ: 89-92
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2013.89
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric field-induced magnetic changes in La_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3 thin film using electric field-induced resistance phenomenon (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, S. Murata, and M. Gomi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 102 ページ: 152404
  • DOI: 10.1063/1.4802483
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of density of state of ferromagnetic filter layer in charge injection properties of Si metal-insulator-semiconductor capacitor with a magneto-electric gate insulator (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, S. Murata, and M. Gomi
  • 雑誌名: Journal of Ceramic Society of Japan 巻: 121[6]1 ページ: 512 - 515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric properties of Co doped BiFeO_3 and Bi_<24>CoO_<37> - BiFeO_3 compound system (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, R. Aoyagi, M. Gomi
  • 雑誌名: Journal of Ceramic Society of Japan 巻: Vol.121 ページ: 675–678
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Heat Treatment after Poling on Dielectric and Piezoelectric Properties in Li_<0:06>Na_<0:94>NbO_3 Ceramics (2013)
  • 著者名/発表者名: R.Aoyagi, M. Maeda, T. Yokota, M. Gomi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 ページ: 09KD12 8
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.09KD12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of excess Bi on structure and ferroelectric properties of polycrystalline BiFeO_3 thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Yan, M. Gomi, T. Hattori, T. Yokota, H. Song
  • 雑誌名: Thin Solid Film 巻: 542 ページ: 150-154
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2013.07.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase transition and huge ferroelectric polarization observed in BiFe_<1−x>Ga_xO_3 thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Yan, M. Gomi, T. Yokota, H. Song
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 102 ページ: 102
  • DOI: 10.1063/1.4809955
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-temperature thermoelectric properties of BaFe_xTi_<1−x>O_<3−δ> ceramics (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, R. Aoyagi, T. Yokota, M. Gomi
  • 雑誌名: Journal of Ceramic Society of Japan 巻: Vol.121 ページ: 706–709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sputter-epitaxy and electric properties of multiferroic Bi_<m+1>Fe_<m-3>Ti_3O_<3m+3>thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamaguchi, M. Gomi, Y. Shimizu, T. Yokota
  • 雑誌名: Thin Solid Film 巻: 519 ページ: 8330-8333
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2011.03.069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and magnetic properties of Bi_<m+1>Fe_<m-3>Ti_3O_<3m+3>thin films with magnetic order above room temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimizu, M. Gomi, K. Yamaguchi, T. Yokota, K. Mibu
  • 雑誌名: Thin Solid Film 巻: 519 ページ: 8334-8337
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2011.04.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of magneto-electric coefficient for magnetic and electric charge injection properties in magneto-electric MIS capacitors (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, Y. Tsuboi, R. Imura, S. Kito, and M. Gomi
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering 巻: 18 ページ: 092003-1-4
  • DOI: 10.1088/1757-899X/18/9/092003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between the crystallinity and magnetic properties of Cr_2O_3/LiNbO_3/Cr_2O_3 multi layer (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, Y. Tsuboi, S. Murata, S. Kito, and M. Gomi
  • 雑誌名: Electroceramics in Japan XIIII, Key Engineering Materials 巻: 485 ページ: 233–236
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic and electric field induced resistance change in SrFeO thin film (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kito, T. Yokota, Y. Tsuboi, R. Imura, and M. Gomi
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering 巻: 18 ページ: 092042-1-4
  • DOI: 10.1088/1757-899X/18/9/092042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between the resistance modulation and magneto-electric direction in Cr_2O_3/ultra-thin (La,Sr)O_3 hetero interface (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kito, T. Yokota, Y. Tsuboi, S. Murata, and M. Gomi
  • 雑誌名: e-journal Surface Science and Nanotechnology 巻: Vol. 9 ページ: 138-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room Temperature Magneto-electric Effect of Cr_2O_3 / Cr_2O_<3+X> /LiNbO_3 / Cr_2O_<3+X> / Cr_2O_3 Hetero structure
  • 著者名/発表者名: T. Tsuboi, T. Yokota, S. Kito, R. Imura, and M. Gomi
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering 巻: 18 ページ: 92022-1-3
  • DOI: 10.1088/1757-899X/18/9/092022
  • 査読あり
• [学会発表] 人工電気磁気効果物質:Cr_2O_3/LiNbO_3/ Cr_2O_3における磁気輸送特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 市川幸治、横田壮司、五味學
  • 学会等名: IEEE Magnetics Society名古屋支部若手研究会
  • 発表場所: 名古屋大学、愛知
  • 年月日: 2014-02-07
• [学会発表] Electric properties of epitaxial multilayer : Cr_2O_3/LiNbO_3/ Cr_2O_3 thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ichikawa, and M. Gomi
  • 学会等名: The 30th Japan-Korea international seminar on ceramics
  • 発表場所: Kitakyushu International Conference Center, JAPAN
  • 年月日: 20131120-23
• [学会発表] Magnetic and magneto-electric properties of epitaxial Cr_2O_3/LiNbO_3/Cr_2O_3 multi-layer (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ichikawa, and M. Gomi
  • 学会等名: The 58th Annual Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Denver, Colorado
  • 年月日: 20131104-08
• [学会発表] Electrical and Magneto-electric properties of Cr_2O_3 thin film (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ichikawa, T. Yokota, M. Gomi
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20131104-08
• [学会発表] 電気磁気エピタキシャル積層膜Cr2O3/LiNbO3/Cr2O3における磁気輸送特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横田壮司、市川幸治、五味學
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学、長野
  • 年月日: 20130904-06
• [学会発表] Epitaxial growth and electrical properties of magneto-electric material : Cr_2O_3 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ichikawa, T. Yokota, M. Gomi
  • 学会等名: The 2nd International GIGAKU Conference in Nagaoka
  • 発表場所: Nagaoka University of Technology, JAPAN
  • 年月日: 20130621-23
  • 招待講演
• [学会発表] Magnetic and magneto-electric properties of Cr_2O_3/LiNbO_3/ Cr_2O_3 thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Yokota, K. Ichikawa, and M. Gomi
  • 学会等名: The 2nd International GIGAKU Conference in Nagaoka
  • 発表場所: Nagaoka University of Technology, JAPAN
  • 年月日: 20130621-23
  • 招待講演
• [学会発表] Epitaxial growth of magneto-electric multilayer : Cr_2O_3/LiNbO_3/ Cr_2O_3 thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ichikawa, and M. Gomi
  • 学会等名: 7th International Conference on the Science and Technology for Advance Ceramics
  • 発表場所: Mielparque Yokohama, JAPAN
  • 年月日: 20130619-20
• [学会発表] Crystal growth study of Cr_2O_3 thin films on Pt and electrical properties (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ichikawa、T. Yokota、M. Gomi
  • 学会等名: The 4th Internatinal Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
  • 発表場所: ISHIKAWA ONGAKUDO, JAPAN
  • 年月日: 20130617-20
• [学会発表] Detailed analyses of electric field-induced resistance switching behavior of SrFeO_<3-x> film (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, S. Kito, and M. Gomi
  • 学会等名: The 4th Internatinal Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
  • 発表場所: ISHIKAWA ONGAKUDO, JAPAN
  • 年月日: 20130615-17
• [学会発表] Thermoelectric Properties and the doping effects of Bi-based magnetic oxide (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ichikawa, and M. Gomi
  • 学会等名: 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
  • 発表場所: Sandiego, USA
  • 年月日: 20130603-07
• [学会発表] Hetero epitaxial growth of Cr2O3/LiNbO3/Cr2O3 multilayer (2013)
  • 著者名/発表者名: K, Ichikawa、T. Yokota、M. Gomi
  • 学会等名: 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology
  • 発表場所: Sandiego, USA
  • 年月日: 20130602-07
• [学会発表] Thermoelectric Properties of A, B site co-doped BiFeO_3 ceramics (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, K. Ichikawa, A. Osvet, M. Batentschuk, M. Gomi and C. J. Brabec
  • 学会等名: 日本セラミックス協会年会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] The relatioship between Seebeck coefficient and Conductivity of A-site doped BiFeO_3 bulk ceramic (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ichikawa, T. Yokota, R. Imura, A. Osvet, M. Batentchuk, M. Gomi, C. J.Brabec
  • 学会等名: 2nd international Symposium on ceramics Nanotune
  • 発表場所: NITech, Japan
  • 年月日: 20130306-08
• [学会発表] 室温電気磁気効果物質薄膜Cr_2O_3における強誘電体トンネル層挿入が電気磁気効果に及ぼす効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 市川幸治、横田壮司、五味學
  • 学会等名: 平成25年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名城大学、愛知
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] Investigation for electrical transport properties of multi-bit type magneto electric capacitor (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Imura, T. Yokota, K. Ichikawa. and M. Gomi
  • 学会等名: ICAUMS2012
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20121002-05
• [学会発表] Thermoelectric properties of d-block elements doped BiFeO_3 bulk ceramics (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, R. Imura, A. Osvet, M. Batentschuk, M. Gomi and C. J. Brabec
  • 学会等名: IWAC5
  • 年月日: 20120910-11
• [学会発表] 電気磁気効果を用いたスピン状態密度エンジニアリングによるマルチビットデジタル記憶素子の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横田壮司
  • 学会等名: 粉体操作に伴う諸現象に関する勉強会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 20120802-03
  • 招待講演
• [学会発表] Electric field induced resistance changes in CaFeO_<3-x> thin film (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, R. Imura, K. Ichikawa, and M. Gomi
  • 学会等名: 4th International Congress on Ceramics (ICC4)
  • 発表場所: (Chicago,USA
  • 年月日: 20120715-19
• [学会発表] Thermoelectric Properties of Fe-based ferroelectric materials (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yokota, R. Imura, A. Osvet, M. Batentschuk, M. Gomi, and C. Brabec
  • 学会等名: 2nd German-Japanese Seminar on Advanced Ceramic Materials
  • 発表場所: Germany
  • 年月日: 20111100