構造を精密に制御した強磁性金属の酸素濃度変調薄膜の試作と物性評価

结构精确控制的铁磁金属氧浓度调节薄膜的原型制作及物性评价

• 批准号: 10750474
• 负责人: 山口 明
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750474/
• 关键词: 酸化物; 薄膜; 磁性; 電気伝導; 微細構造

本研究ではスパッタ装置制御系の改良、MBE装置とスパッタ装置を用いた試料の作製、構造・物性の評価を行った。まず岩手大学工学部に設置されているスパッタ装置の改良を行い、次いでそのスパッタ装置およびMBE装置を用いて酸素濃度変調膜試料の作製を行った。これまでに作製したFe系変調膜やCo系変調膜は、カソードが一基しかないスパッタ装置で単体金属ターゲットを用いて酸素ガスの断続を行いながら作製したものであったが、最近カソードを二基に増設したため、それぞれ別のターゲットを用いて作製することも可能になった。そこでFe系変調膜を作製する場合も、より組成の制御を精密に行うことを目指し、鉄ターゲットと酸化鉄ターゲットを用いて膜を作製することも試みた。スパッタ装置での試料の作製は、諸物性の測定が容易な全膜厚が比較的厚い試料を多数作製することを主な目的とした。一方、MBEで成膜する際には、同装置に装着されているRHEED、UHV-STM/AFMなどで成長のその場観察を行いながら成膜を行った。作製した膜については、X線回折によって結晶構造、長周期構造の評価、透過型電子顕微鏡を用いて微細組織観察および結晶構造の確認、XPSによって結合状態と組成、およびそれらの深さ方向プロファイルの測定を行った。ついで膜の諸物性の評価を行った。磁性、電気的性質およびこれらの低温における温度依存性を測定した。これらによりFe系変調膜は比較的磁化率の大きな常磁性的成分と強磁性的成分が含まれていること、5Tの磁場中で2Kまで冷却した場合、非常に大きな一方向磁気異方性が現れること、にもかかわらず、ネール点ははっきりせず、反強磁性成分はあるとしても非常に微量であると考えられること、積層周期によって電気伝導が金属的になったり半導体的になったりすることなどがわかった。

This study で は ス パ ッ タ device suppression is の improvement, MBE device と ス パ ッ を タ device with い た sample の system, structure, physical property の review 価 を line っ た. ま ず iwate university division に set さ れ て い る ス パ ッ タ device の improved line を い い, times で そ の ス パ ッ タ device お よ び を MBE device with い て acid levels - the film sample の cropping を line っ た. こ れ ま で に cropping し た Fe series - adjustable membrane や Co - membrane は, カ ソ ー ド が fundamental し か な い ス パ ッ タ device で 単 body metal タ ー ゲ ッ ト を with い て acid element ガ ス の 続 broken line を い な が ら cropping し た も の で あ っ た が, recently カ ソ ー ド を second base に rights set し た た め, そ れ ぞ れ don't の タ ー ゲ ッ ト を with い て cropping す る こ と も can Can になった. そ こ で す the Fe department - adjustable membrane を cropping る も, よ り composition の suppression を line precision に う こ と を refers し objects, iron タ ー ゲ ッ ト と acidification iron objects タ ー ゲ ッ ト を with い て membrane を cropping す る こ と も try み た. ス パ ッ タ device で の sample の cropping は, determination of the physical の が easy な whole film thickness が comparison of thick い sample を most cropping す る こ と を main purpose な と し た. One party, the MBE で す membrance る interstate に は, with device に containing さ れ て い る RHEED, UHV STM/AFM な ど で growth の そ の field line 観 examine を い な が ら film-forming を line っ た. Cropping し た membrane に つ い て は, X-ray inflexion に よ っ て crystalline structure, long cycle の review 価, through electronic 顕 micromirror を with い て fine texture 観 examine お よ び crystal structure の confirmation, XPS に よ っ て combining state と composition, お よ び そ れ ら の deep さ direction プ ロ フ ァ イ ル の line measurement を っ た. The <s:1> physical properties <s:1> of the membrane are evaluated by 価を and った. Properties of magnetism and electricity および れら れら <s:1> low-temperature における temperature dependence を determination た た. こ れ ら に よ り Fe system - the film は comparison of magnetic susceptibility の big き な magnetic components と strong magnetic components often contains が ま れ て い る こ と, 5 t の magnetic field で 2 k ま で cooling し た occasions, very big に き な direction magnetic 気 square difference が now れ る こ と, に も か か わ ら ず, ネ ー ル point は は っ き り せ ず, strong anti magnetic component は あ る と し て も very much Trace で に あ る と exam え ら れ る こ と, horizon cycle に よ っ て electric 気 伝 guide が metal に な っ た り semiconductor に な っ た り す る こ と な ど が わ か っ た.

项目成果

A.Yamaguchi,et al: "Magnetisms and magneto-resistivites of composition modulated metal oxide" J.Appl.Phys.(to be published). (1999)

A.Yamaguchi 等人：“成分调制金属氧化物的磁性和磁阻”J.Appl.Phys.（待出版）。

A.Yamaguchi,et al.: "Magnetisms and magneto-resistivities of metal-oxide films"J.Appl.Phys.. (to be published). (2000)

A.Yamaguchi 等人：“金属氧化物薄膜的磁性和磁阻”J.Appl.Phys..（待出版）。

A.Yamaguchi,et al.: "Electrical properties of magnetic metal-oxide films" Proc.MRS Meeting. (to be published). (1999)

A.Yamaguchi 等人：“磁性金属氧化物薄膜的电特性”Proc.MRS 会议。

A.Yamaguchi,et al.: "Electrical properties of magnetic metal-oxides film"Proc.MRS Meetings. (to be published). (2000)

A.Yamaguchi 等人：“磁性金属氧化物薄膜的电性能”Proc.MRS 会议。