• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2012 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number 22360273
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

田中 勝久  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80188292)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤田 晃司  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50314240)
村井 俊介  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20378805)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords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
Research Abstract

本研究は酸化物磁性体薄膜を対象に、磁性イオン周辺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、短波長磁気光学、スピントロニクス、マルチフェロイクスの分野に関連した新物質・新材料を開拓し、新規スピン機能を持つデバイスへ展開すること目的としている。最終年度はマルチフェロイクスの分野で特に成果が得られた。ペロブスカイト型構造をもつEuZrO3とEuHfO3について、Bサイトの酸素八面体の回転と結晶構造ならびにBサイトのd軌道を介したEu2+間の反強磁性相互作用についてハイブリッド・ハートリー・フォック密度汎関数法を用いた理論計算に基づく考察を行い、安定相が斜方晶となるこれらの化合物に対して正方晶を準安定相として得ることができれば、それらは強磁性を示すことを予測した。すなわち、酸化物ではめずらしい強磁性体となりうる新規化合物を提案することができた。磁気光学(ファラデー効果)の観点では、ミストCVD法を用いてシリカガラス基板上に比較的低温で多結晶Y3Fe5O12薄膜を蒸着することに成功した。得られた薄膜は可視域で大きなファラデー効果を示した。さらに、マルチフェロイック材料となりうる六方晶YFeO3薄膜をミストCVD法で合成できる条件も明らかにした。スピントロニクス関連では、FeTiO3-Fe2O3系磁性半導体薄膜ならびにバルク結晶の合成を行い、X線磁気円二色性ならびに硬X線光電子分光に基づいて固溶体の電子状態を解析し、Fe2+に由来する磁気異方性や、Fe2+とFe3+の間で起こる電子移動に関する知見を得た。FeTiO3-Fe2O3系についてはトンネル磁気抵抗素子の試作も進めた。また、パルスレーザー堆積法によるEuNbO3薄膜の合成に成功し、この化合物が遍歴電子に基づく強磁性を示すことを見いだした。この物質は新たなスピントロニクス材料として期待できる。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Strong correlation between magnetic interaction and oxygen octahedral rotation in divalent europium perovskites2013

    • Author(s)
      H. Akamatsu, Y. Kumagai, F. Oba, K. Fujita, K. Tanaka, and I. Tanaka
    • Journal Title

      Adv. Func. Mater

      Volume: 23 Pages: 1864-1872

    • DOI

      DOI:10.1002/adfm.201202477

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ferromagnetism induced by lattice volume expansion and amorphization in EuTiO3 thin films2013

    • Author(s)
      K. Tanaka, K. Fujita, Y. Maruyama, Y. Kususe, H. Murakami, H. Akamatsu, Y. Zong, S. Murai
    • Journal Title

      Journal of Materials Research

      Volume: 28 Pages: 1031-1041

    • DOI

      10.1557/jmr.2013.60

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First synthesis of EuS nanoparticle thin film with wide energy gap and giant magneto-optical efficiency on glass electrode2012

    • Author(s)
      Y. Hasegawa, M. Kumagai, A. Kawashima, T. Nakanishi, K. Fujita, K. Tanaka, and K. Fushimi
    • Journal Title

      J. Phys. Chem.

      Volume: 116 Pages: 19590-19596

    • DOI

      DOI:10.1021/jp306819u

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of substrate strain and interface on magnetic properties of EuTiO3 thin film

    • Author(s)
      K. Tanaka, K. Fujita, Y. Maruyama, Y. Kususe, H. Murakami, H. Akamatsu, S. Murai
    • Organizer
      Materials Research Society, Spring Meeting 2012
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Invited
  • [Presentation] SrTiO3基板上へのFeTiO3-Fe2O3エピタキシャル薄膜の作製

    • Author(s)
      中尾隆志、渡邉正治、藤田晃司、村井俊介、田中勝久
    • Organizer
      日本材料学会 第61期学術講演会
    • Place of Presentation
      岡山大学
  • [Presentation] Magnetic and dielectric properties of EuTiO3 thin film under strain

    • Author(s)
      K. Tanaka, K. Fujita, Y. Maruyama, Y. Kususe, H. Murakami, H. Akamatsu, S. Murai
    • Organizer
      The 4th International Conference on Smart Materials, Structures and Systems
    • Place of Presentation
      Montecatini Terme, Italy
    • Invited
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      田中勝久
    • Organizer
      日本学術振興会 先進セラミックス第124委員会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Invited
  • [Presentation] Eu2+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

    • Author(s)
      渡邉正治、藤田晃司、楠瀬好郎、村井俊介、田中勝久
    • Organizer
      日本セラミックス協会 2013年 年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
  • [Presentation] Magnetic Properties of Divalent Europium Perovskite Oxide Thin Films

    • Author(s)
      K. Tanaka, K. Fujita
    • Organizer
      The 60th Japan Society of Applied Physics Spring Meeting, 2013
    • Place of Presentation
      Kanagawa, Japan
    • Invited
  • [Presentation] Electronic structure of ilmenite and ilmenite-hematite solid solution using hard X-ray photoemission spectroscopy

    • Author(s)
      T. Matoba, K. Fujita, S. Murai, E. Ikenaga, K. Tanaka
    • Organizer
      The 11th International Conference on Ferrites
    • Place of Presentation
      Okinawa, Japan

URL: 

Published: 2014-07-24  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi