ナノ複酸化物膜の水素還元を利用した新規強磁性金属ナノ構造の創製

利用纳米双氧化物薄膜的氢还原创建新型铁磁金属纳米结构

• 批准号: 18656011
• 负责人: 吉本 護
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656011/
• 关键词: ナノテクノロジー; 酸化物; 薄膜; 水素; 強磁性; 金属; レーザーアブレーション; 物質創製

スピンエレクトロニクスのキーマテリアルであるといった観点などから、金属材料に関しても細線形状などのナノ構造創製については様々な応用につながるものと期待されている。従来、金属単結晶薄膜は金属を原料とした蒸着法やスパッタ法で作製され、そのナノパターニングには電子線描画技術といった非常に複雑で少量生産向きの方法で行われてきた。本研究では金属酸化物を出発点として、酸化物薄膜の自己組織化現象を利用することによりナノ構造を作製し、それを水素還元して金属ナノ構造を大面積に、しかも簡単に構築する事を目指す。本研究の目標は、種々の酸化物単結晶薄膜を水素などで還元した時に起こる結晶構造の変化に関わる系統的な材料相関を調べ、そのメカニズムを明らかにした上で、金属単結晶薄膜をベースとした新規金属ナノ構造作製のための新たなナノプロセス技術を確立し、金属・酸化物ナノハイブリッド材料の創製および新規デバイス開発につなげることである。これまでに,PLD法による遷移金属酸化物エピタキシャル薄膜の作製と自己組織化による酸化物ナノ構造の構築を行った。レーザーアブレーション(PLD)法を用いて原子ステップを有する単結晶サファイア基板上に、NiO薄膜を室温で単結晶(エピタキシャル)成長させる最適化条件を探った。次にこれらの酸化物薄膜を雰囲気を調整した管状炉で高温加熱して、自己組織的に再配列を起こさせて酸化物ナノ構造や量子ドット構造を構築を試みた。その結果NiO酸化物ナノ構造の構築に成功した。次に、水素還元法による強磁性金属の単結晶薄膜の作製と構造・物性評価を目的として、酸化物薄膜および酸化物ナノ構造体を水素雰囲気中で加熱還元することにより、Niなどの強磁性金属の単結晶薄膜および強磁性金属ナノ構造を得ることに成功した。さらに、Al203などの水素還元されにくい酸化物とNiOの積層構造を構築してから、水素還元することによってAl203/Ni/Al203という金属・酸化物3積層エピタキシャル(単結晶生)膜の作製に成功した。

Structural materialてもThin line shapeなどのナノstructural creationについては様々な応用につながるものとLooking forward to されている. The raw materials of metal single crystalline film and metal are steamed and steamed, and the method is used to produce them.ーニングにはElectronic line drawing technology and といったvery high-volume production methods are used in small quantities. In this study, we take advantage of the origin of metal oxides and the self-organizing phenomenon of acid oxide films. The structure is made of metal, and the metal structure is large, and the structure is simple and simple. The object of this research is to create a simple crystalline film of acid compound and a crystal structure of the hydrogenated water and its original state. Materials related to the 変化に关わる system are を动べ, そのメカニズムを明らかにした上で, and metal single crystal Thin film をベースとしたNew Regulations Metal ナノ Structure Manufacturing のための新たなナノプロセスTechnology Establishedし, Metal Belongs to the acidified material ナノハイブリッド material のcreation および新码デバイス开発につなげることである.これまでに, PLD method, による migrated metal acid compound エピタキシャル film production and self-organized による acid compound ナノ structure の construction を row った. The レーザーアブレーション (PLD) method uses a いて atom ステップを has a する単 crystallized サファイア base On the board, the optimal conditions for the growth of NiO thin films at room temperature were explored. Adjustment of the acid compound film, tubular furnace, high-temperature heating, self-assembly Weaving's rearrangement arrangement を rises こ さ せ て acid compound ナノ structure や quantum ド ッ ト structure を construction を test み た. As a result, the NiO acid compound structure was successfully constructed. Second, water reduction method, ferromagnetic metal, single crystal thin film production, structure and physical property evaluation, purpose, acid compound film, acid compound, acid compound structure, Hydrogen atmosphere 囲気中でheated reduction することにより, NiなどのFerromagnetic metal の単crystalline film およびFerromagnetic metal ナノstructural success ることにした.さらに、Al203 などのhydrogen されにくいacid compound とNiO laminated structure をstructuring してから、water element することによThe Al203/Ni/Al203 metal-acid 3 laminated film has been successfully produced.

项目成果

Formation of a nanogroove-striped NiO surface using atomic steps

使用原子步骤形成纳米凹槽条纹 NiO 表面

• 发表时间: 2006
• 期刊: Nanotechnology 17
• 作者: S. Akiba;A. Matsuda;H. Isa;M. Kasahara;S. Sato;T. Watanabe. W. Hara;M. Yoshimoto
• 通讯作者: M. Yoshimoto

High-contrast imaging of nano-channels using reflection near-field scanning optical microscope enhanced by optical interference

使用光学干涉增强反射近场扫描光学显微镜对纳米通道进行高对比度成像

• 发表时间: 2006
• 期刊: Opt. Rev. 13
• 作者: Sakai;M.
• 通讯作者: M.

Self-organization of magnetic nanogroove arrays by LaserMBE and hydrogen reduction

激光MBE和氢还原自组织磁性纳米凹槽阵列

• 发表时间: 2008
• 期刊: Mater. Res. Soc. Symp. Proc 1032
• 作者: A. Matsuda;T. Watanabe;Y. Akita;M. Hosaka;K. Koyama;A. Takeuchi;M. Yoshimoto
• 通讯作者: M. Yoshimoto

Fabrication of ferromagnetic Ni epitaxial thin film by way of hydrogen reduction of NiO

NiO氢还原法制备铁磁Ni外延薄膜

• 发表时间: 2008
• 期刊: Thin Solid Films 516/12
• 作者: A. Matsuda;S. Akiba;M. Kasahara;T. Watanabe;Y. Akita;Y. Kitamoto;T. Tojo;H. Kawaji;T. Atake;K. Koyama;M. Yoshimoto
• 通讯作者: M. Yoshimoto

Development of Ni-based epitaxial electro-magnetic nanostructures and hybrid system

镍基外延电磁纳米结构及混合系统的开发

• 发表时间: 2007
• 期刊: Mater. Res. Soc. Symp. Proc 962
• 作者: A. Matsuda;M. Kasahara;T. Watanabe;W. Hara. S. Otaka;M. Yoshimoto and K. Koyama
• 通讯作者: M. Yoshimoto and K. Koyama