Development of Antiferromagnetic-Ferromagnetic Phase Transition by an Electric Field Application and Non-Volatile Magnetic Memory Application

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本年度は、冷却水が装置内部に飛散したことから、装置内部の全部品の解体・組み立て、オーバーホール、ベーキングによる修理が大半の時間を要したため、成膜が困難な状況であった。したがって薄膜作製は行えなかったが、先に成膜するであろう基板表面処理について最適条件を探索した。本研究で重要なCaFeO3成膜用の基板LaAlO3について、NaOH水溶液でエッチング、アニールを施し、最適な表面処理条件を確立した。通常、CaFeO3は、Fe4＋が不安定であるため、Ca2Fe2O5が成長しやすい。実際に、格子ミスマッチが-3.36%のSrTiO3基板上に成膜したが、初期の約3ユニットは、CaFeO3が成長しやすく、その後Ca2Fe2O5が成長する。SrTiO3との大きなミスマッチが原因でCaFeO3が成長していると考えている。CaFeO3/LaFeO3の非極性/極性界面が電界印加型の不揮発性磁気メモリー作製において、最も重要な達成すべき項目である。しかしながら、CaFeO3の3ユニット成長表面にしても、Ca2Fe2O5成長がゼロでは無いことは確認している。LaAlO3を濃度12MのNaOH水溶液でエッチングし、1000&℃、1時間でアニールした結果を説明する。エッチング溶液内にLaAlO3基板を浸漬させそれぞれ5、10、15、20、30分で超音波を印加した。表面像、位相像、摩擦力顕微鏡像で評価した。5、10分ではエッチングが不十分でAlO2層、LaO層が混在する結果となった。一方、エッチング時間が長い20、30分では、エッチングが進行し、ステップに沿ってホールが見て取れた。15分では、非常期にきれいなステップ-テラス構造が得られ、摩擦像からも単一の層が表面に現れている結果を示した。