レーザMBE法による強誘電体/強磁性体傾斜機能材料の創成

激光MBE法制备铁电/铁磁功能梯度材料

• 批准号: 09229237
• 负责人: 田畑 仁
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09229237/
• 关键词: 強誘電体傾斜機能材料; 強磁性体傾斜機能材料; 強誘電体; 原子層制御; レーザーMBE; 分子動力学計算; 第一原理計算

本研究の目的は、レーザアブレーションを用いたMBE法により、強誘電体と強磁性体の原子スケールでの傾斜構造を有する機能性酸化物人工格子を形成することにある。合成した新しいFGMsの電気・磁気特性における極微な傾斜構造の有効性を明らかにすること、さらにコンピュータによる物質設計(分子動力学・分子軌道計算等)を行い、従来経験により得てきた結晶構造や電気、磁気的物性の予測を可能にすることを目指した。強誘電体単一相薄膜および強磁性体単一相薄膜および強誘電体/強磁性体傾斜機能薄膜はSrTiO_3(100)単結晶基板上にパルスレーザアブレーション法により作製した。この結果強誘電体/強磁性体傾斜機能材料において2種類の伝導機構が観測された。この金属酸化物においては、電子が遷移金属イオン間をホッピングしていくことにより磁気モーメントが揃い強磁性が発現する(2重交換相互作用)。ゼロ磁場下あるいはTc以上の温度領域では、電気伝導は半導体マトリックスに依存しており、ここでは局在スピンが熱振動(室温)している。従って、電気伝導を担うスピンは、熱振動している局在スピンに阻害されて十分な伝導ができない。この為、電気抵抗は圧電効果によるわずかな格子歪により大きく変化した。つまり歪みの導入されたLSMO層に於いてMn-O-Mn間の結合距離(d)は長くなっていると考えられる。Coの3d軌道からOの2p軌道への電子の飛び移り積分(tpd)は少しの結合距離dの増加に対して、tpd;d^<-7/2>と大きく変化しする。このため電気抵抗の増大・磁気転移温度の減少を引き起こすと考えられる。一方外部磁場が印加されると、局在スピンが整列するため、伝導スピンは金属的に自由に伝導可能となる。この場合は印加電場によるわずかな誘起電荷が電気抵抗を決定する因子となることが分かった。

The purpose of this study is to use the MBE method to form an artificial lattice of functional acids for the formation of ferroelectric and ferromagnetic atoms. The synthesis of new FGMs in the field of electrical and magnetic properties of inclined structures, the design of materials (molecular dynamics, molecular orbital calculations, etc.), the preparation of crystalline structures, and the prediction of electrical and magnetic properties. ferroelectric single-phase thin film and ferromagnetic single-phase thin film and ferroelectric/ferromagnetic tilt functional thin film SrTiO_3(100) on a single crystal substrate As a result, two kinds of conductive mechanisms were tested in ferroelectric/ferromagnetic tilt functional materials. This metal acid compound is a mixture of electrons and electrons, which migrate between metals and occur in ferromagnetic (2-fold exchange interaction). In the magnetic field, the temperature field is higher than Tc, and the electric conduction field is higher than Tc. The heat, electricity, and vibration of the earth are all caused by the heat and vibration. For this reason, electrical resistance and voltage effect are very important. The bonding distance (d) between Mn-O-Mn in the LSMO layer is longer than that in the LSMO layer. The integral (tpd) of the electron flight from the Co 3d orbital to the O 2p orbital decreases with the increase of the binding distance d. The increase of the electrical resistance and the decrease of the magnetic shift temperature lead to the increase of the electrical resistance and the decrease of the magnetic shift temperature An external magnetic field can be used to conduct the entire magnetic field. In this case, the induced electric charge and the electric resistance are determined by the factor of electric field.

项目成果

H.Tabata: "Dielectric Properties of Strained(Sr,Ca)TiO_3/(Ba,Sr)TiO_3 Artificial Lattices" Appl.Phys.Lett.70. 321-323 (1997)

H.Tabata：“应变(Sr,Ca)TiO_3/(Ba,Sr)TiO_3人工晶格的介电性能”Appl.Phys.Lett.70。

中野充: "レーザアブレーション法によるSrTiO3(100)基板への(Sr,Ba)Nb2O6薄膜のヘテロエピタキシャル成長" 日本真空協会誌. 3月号. 120-122 (1997)

Mitsuru Nakano：“通过激光烧蚀法在 SrTiO3(100) 基板上异质外延生长”日本真空协会杂志 120-122（1997 年）。

H.Tabata: "励起光レーザ併用レーザアブレーション法による強誘電体PbTiO_3 薄膜の低温形成" 電気学会論文誌 C分冊. 9月号. 1199-1205 (1997)

H.Tabata：“通过激光烧蚀结合激发激光低温形成铁电 PbTiO_3 薄膜”，日本电气工程师学会会刊，C 卷，9 月号（1997 年）。

川合知二: "高・強誘電体人工格子" セラミック協会会誌. 11月号. 898-902 (1997)

Tomoji Kawai：“高铁电人工晶格”日本陶瓷学会杂志 898-902（1997）。

H.Tabata: "Novel Electric properties on Ferroelectric/Ferromaqnetic Heterostructures" IEICE TRANS.ELECTRONICS. E80-C. 918-923 (1997)

H.Tabata：“铁电/铁磁异质结构的新颖电特性”IEICE TRANS.ELECTRONICS。