Emergence of ferromagnetism in complex oxide film by controlling the thin film growth process

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18903
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Shiratsuchi Yu 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70379121)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 磁性材料 / 薄膜 / エピタキシャル成長

Outline of Final Research Achievements

Magnetic materials are widely used in electric power device and information technology. The conventional magnetic materials are typically composed of iron (Fe) or cobalt (Co), and the alloying with the dopants realize the suitable magnetic properties. In other words, if the ferromagnetic ordering without using Fe and Co, the concept can overcome the conventional strategy to make the magnetic materials, and it expands the material choice significantly. In this work, we realized the macroscopic magnetization in Al-doped Cr-oxide film by controlling the thin film growth process, and elucidated the mechanism for the macroscopic magnetization to emerge.

Free Research Field

金属物性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究での成果は、従来、磁石の主成分とされてきた鉄（Fe）、コバルト（Co）を用いずまた、自然界に多く存在する酸化物に対して、非磁性元素を添加することで強磁性材料を得ることができることを示したものである。特に、本研究で使用した材料はクロム（Cr）とアルミニウム（Al）によって構成される酸化物であることから、貴金属やレアアースを使用していないことから、元素戦略・磁性材料の選択制を各段に拡げるものとなる。