欠陥強磁性酸化物薄膜の合成と構造解析
欠陥強磁性酸化物薄膜の合成と構造解析
批准号:
20047008
负责人:
田中 勝久
金额:
$3.07万
依托单位:
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:
2008
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2008 至 2009
中文摘要
スピントロニクスへの応用を目指したMnドープZnOやCoドープTiO_2など磁性不純物を含む酸化物半導体の強磁性の起源に関する研究の過程で、HfO_2やSc^<3+>を添加したZnOなど磁性イオンを含まない酸化物が作製条件によっては室温で強磁性的挙動を示すことが明らかにされた。これらの物質では酸素欠陥に捕獲された不対電子が強磁性を担うとするモデルがあるが、微視的な構造に関しては不明な点が多い。本研究では、このような欠陥強磁性酸化物を薄膜として合成し、強磁性的挙動を導く機構を解明する目的で実験を遂行した。さらに、「機能元素のナノ材料科学」の範疇において磁気モーメントを持つ元素(広く点欠陥も含む)を機能元素として捉え、ナノ構造を薄膜に特化し、準安定相が凍結された薄膜における強磁性の実現と結晶構造に基づく機構の解明、複数の価数のカチオンからなる固溶体薄膜の合成、磁性の評価、精密な構造解析に基づく磁気的性質の説明へと研究を展開した。まず、パルスレーザー堆積法を用いて作製した非晶質TiO_2薄膜が結晶と同様の室温強磁性を示すことを見いだした。作製条件が磁気的性質に及ぼす影響を調べることにより、基板と薄膜の界面付近に局在したTi^<3+>と酸素欠陥由来のスピンが強磁性の起源であり、Ti^<3+>とF^+中心の間に形成される束縛磁気ポーラロンがスピンの強磁性的配列を安定化すると推測した。また、磁性半導体の一種であるイルメナイト-ヘマタイト固溶体薄膜において、X線回折パターンは無秩序相に対応しているにもかかわらず、磁化の温度依存性がフェリ磁性的となる場合があり、これまでその原因が不明であったが、本研究のHAADF-STEMを用いた詳細な結晶構造解析により、X線回折からは無秩序相と思われていた薄膜がantiphase boundaryを含む秩序相からなり、秩序相がフェリ磁性的な挙動に寄与していることが明らかになった。
英文摘要
スピントロニクスへの応用を目指したMnドープZnOやCoドープTiO_2など磁性不純物を含む酸化物半導体の強磁性の起源に関する研究の過程で、HfO_2やSc^<3+>を添加したZnOなど磁性イオンを含まない酸化物が作製条件によっては室温で強磁性的挙動を示すことが明らかにされた。これらの物質では酸素欠陥に捕獲された不対電子が強磁性を担うとするモデルがあるが、微視的な構造に関しては不明な点が多い。本研究では、このような欠陥強磁性酸化物を薄膜として合成し、強磁性的挙動を導く機構を解明する目的で実験を遂行した。さらに、「機能元素のナノ材料科学」の範疇において磁気モーメントを持つ元素(広く点欠陥も含む)を機能元素として捉え、ナノ構造を薄膜に特化し、準安定相が凍結された薄膜における強磁性の実現と結晶構造に基づく機構の解明、複数の価数のカチオンからなる固溶体薄膜の合成、磁性の評価、精密な構造解析に基づく磁気的性質の説明へと研究を展開した。まず、パルスレーザー堆積法を用いて作製した非晶質TiO_2薄膜が結晶と同様の室温強磁性を示すことを見いだした。作製条件が磁気的性質に及ぼす影響を調べることにより、基板と薄膜の界面付近に局在したTi^<3+>と酸素欠陥由来のスピンが強磁性の起源であり、Ti^<3+>とF^+中心の間に形成される束縛磁気ポーラロンがスピンの強磁性的配列を安定化すると推測した。また、磁性半導体の一種であるイルメナイト-ヘマタイト固溶体薄膜において、X線回折パターンは無秩序相に対応しているにもかかわらず、磁化の温度依存性がフェリ磁性的となる場合があり、これまでその原因が不明であったが、本研究のHAADF-STEMを用いた詳細な結晶構造解析により、X線回折からは無秩序相と思われていた薄膜がantiphase boundaryを含む秩序相からなり、秩序相がフェリ磁性的な挙動に寄与していることが明らかになった。
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DOI:
10.1063/1.3072598
发表时间:
2009-02-09
期刊:
APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:
4
作者:
[Fujita, Koji, Wakasugi, Naoki, Tanaka, Katsuhisa]
通讯作者:
Tanaka, Katsuhisa
非ドープ酸化チタン薄膜の磁気的・電気的性質
未掺杂氧化钛薄膜的磁电性能
DOI:
--
发表时间:
2009
期刊:
影响因子:
--
作者:
[今田直人, 赤松寛文, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久]
通讯作者:
田中勝久
強磁性を示す準安定酸化物薄膜の合成と構造
铁磁性亚稳态氧化物薄膜的合成与结构
DOI:
--
发表时间:
2009
期刊:
マテリアルインテグレーション 22
影响因子:
--
作者:
[田中勝久, 藤田晃司]
通讯作者:
藤田晃司
PLD法により作製したマグネタイトーウルボスピネル固溶体エピタキシャル薄膜の構造と物性
PLD法制备磁铁矿都市尖晶石固溶体外延薄膜的结构与物理性能
DOI:
--
发表时间:
2009
期刊:
影响因子:
--
作者:
[村瀬英昭, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久]
通讯作者:
田中勝久
Fe_3O_4-Fe_2TiO_4固溶体エピタキシャル薄膜の磁気および輸送特性
Fe_3O_4-Fe_2TiO_4固溶体外延薄膜的磁性和输运特性
DOI:
--
发表时间:
2009
期刊:
影响因子:
--
作者:
[村瀬英昭, 藤田晃司, 村井俊介, 田中勝久]
通讯作者:
田中勝久
共 14 条
Enhancement of optical functionalities of magnetic and dielectric materials based on meta-optics
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批准号:21H04619
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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资助金额:$27.29万
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财政年份:2021
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
Plasmonic arrays for upconversion enhancement toward efficient solar cells
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批准号:20F20371
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2020
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
高い転移温度を示すスーパースピングラス薄膜の創製と脳型メモリーへの応用
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批准号:21656163
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项目类别:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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资助金额:$2.05万
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财政年份:2009
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
金属ランダムフォトニックナノ構造の創製と光マニピュレーション
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批准号:08F08402
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.28万
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财政年份:2008
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
短波長ファラデー効果材料の設計と特性評価
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批准号:10750495
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$1.15万
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财政年份:1999
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
強誘電体結晶を含む透明結晶化ガラスのフォトリフラクティブ効果
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批准号:08750787
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.58万
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财政年份:1996
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
酸化物ガラスにおける電気双極子の配向凍結と光変調素子への応用
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批准号:07750926
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.64万
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财政年份:1995
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
高電場処理した無機ガラスにおける2次の非線形光学効果の解明
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批准号:06750694
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.64万
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财政年份:1994
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
遷移元素ドープ透明結晶化ガラスの光学特性
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批准号:05750747
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.7万
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财政年份:1993
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
光磁気機能性微結晶ドープ非晶質材料の作製
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批准号:04750670
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.77万
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财政年份:1992
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
ゾルーゲル法による酸化物超伝導体の合成とその超伝導特性
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批准号:01750736
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.51万
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财政年份:1989
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
ゾル・ゲル法による酸化物磁性体および超伝導体の合成
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批准号:63550579
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项目类别:Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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资助金额:$1.28万
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财政年份:1988
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
ゾル-ゲル法による酸化鉄系非晶質薄膜の合成と構造に関する研究
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批准号:62750740
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.58万
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财政年份:1987
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负责人:田中 勝久
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依托单位:
国内基金
海外基金
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高性能抗氧化BOPP薄膜加工关键技术研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2026
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负责人:王晓丽
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依托单位:
汽车后视镜用高耐腐蚀银合金薄膜材料开发
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2026
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负责人:林改
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依托单位:
基于稀疏天线阵列的薄膜铌酸锂光学相控阵
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批准号:JCZRMS202600414
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
CsₓWO₃/CeO₂异质结的构建及其自修复透明隔热薄膜研究
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批准号:2026JJ50456
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2026
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负责人:谭彦妮
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依托单位:
智能化柔性光电薄膜材料精准制备平台
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批准号:JCZRMS202601078
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
钙钛矿准单晶薄膜的原子级气相沉积及其太阳能电池研究
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批准号:JCZRQNA202600009
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
用于粉体农药包装PVA薄膜的研发
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2026
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负责人:丁长明
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二维卤化物铁电钙钛矿电子态及电子输运性质研究与调控
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批准号:2026JJ50114
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2026
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负责人:刘标
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依托单位:
(BiₓIn₁₋ₓ)₂Se₃ NW/MoS₂异质结构二阶非线性光学响应调控和机理研究
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批准号:2026JJ50115
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项目类别:省市级项目
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负责人:陈智慧
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依托单位:
喷墨打印薄膜传感器曲面共形制造及界面强度调控方法
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2026
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负责人:宋佳楠
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依托单位: