ITO透明導電膜の磁性体化の研究

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相分離強磁性ナノクラスター分散型スピントロニクス材料を新たに発想し、ITO(Sn doped In_2O_3)をベースとした室温強磁性Magnetic ITO(MITO)を開発した。実用的スピントロニクスの基盤として大きなキャリアー移動度が必要であること、ITOがその好適な材料となることを明らかにした。酸化条件でITOの母体であるIn_2O_3にFe酸化物ナノクラスターを分散させ、Fe-In_2O_3が室温でスピングラス転移(Tf=300K)を生じることを明らかにした[Kohikiら:Jpn.J.Appl.Phys.44,L979(2005),Kohikiら:ICMAT & IUMRS-ICAM2005(Singapore,2005)D-6-PO8,Kohikiら:Thin Solid Films(2006)in press]。この転移は誘電体中に分散した強磁性クラスター間の相互作用により生じる。酸素欠損によりIn_2O_3に伝導電子を導入すれば遍歴電子と分散した強磁性クラスターとの交換相互作用により室温強磁性が観測されることになるので、還元条件でFe-In_2O_<3-δ>を合成し、その室温強磁性を確認した[西他,第53回応用物理学関係連合講演会(東京,2006)]。このFe-In_2O_<3-δ>にSnをドープすれば低抵抗で安定な室温強磁性MITOを実現できる。還元条件でFe-ITOを合成し、Fe-ITOが室温強磁性(T_c>300K)を示すことを確認した[岡田他,第53回応用物理学関係連合講演会(東京,2006)]。これらMITOバルクの研究成果を薄膜に適用し、PLD法を用いFe酸化物ナノクラスターが分散したITO薄膜を作製して、Fe-ITO薄膜が室温以上で強磁性的ヒステリシスを示すことを明らかにした[大野ら,第66回応用物理学会(徳島,2005)9a-ZQ-11]。