Development of conductive ferromagnetic oxide nanosheets and pioneering of printable spintronics

导电铁磁氧化物纳米片的开发和可印刷自旋电子学的开拓

• 批准号: 22KJ3113
• 负责人: 林 兼輔
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3113/
• 关键词: 酸化物ナノシート; ナノ複合材料; マルチフェロイック; ガーネット酸化物

研究では室温強磁性を示す導電性酸化物ナノシートの開発や、酸化物ナノシートをシードレイヤーに用いた磁気デバイスの開発を行い、従来のスピントロニクス研究の延長線上にはない、プリンタブルスピントロニクスという新たな研究分野を創生することを目指している。2022年度は、申請時の計画通り、アメリカ合衆国のMITで行っている「Ca2Nb3O10(CNO)ナノシートを用いたガーネット-ペロブスカイト(G-P)複合材料の作製とそのマルチフェロイック特性の研究」を継続して行ったためその研究成果を報告する。ガーネット基板であるGd3Ga5O12(GGG)の基板上に、ペロブスカイト構造をもつCNOナノシートを散布し、その基板上にBi3Fe5O12(BIG)を蒸着することで、GGGの表面上にはガーネット相であるBIGを、CNOの表面上にはペロブスカイト相であるFe-rich BiFeO3(BFO)をエピタキシャル成長させることに成功した。また、蒸着させる材料をBFOに変えた場合はGGGの表面上にはBIGとBiO2が形成することが確認され、BiとFeの組成比が3:5以上になると不純物相が発生することが分かった。さらに詳細な構造を観察するためTEMによる試料の断面観察を行ったところ、Fe-rich BFOの一部が分解しアモルファス状態の鉄酸化物が発生していることが分かった。また、CNO界面のBFOの結晶構造は通常の菱面体晶ではなく、自発分極がより大きな正方晶のBFOが形成されることも分かった。ガーネット相とペロブスカイ相の界面には結晶粒界や不純物相が確認されず、原子配列が緩やかに変化し接合していることが確認され、特定の結晶面で接合しているエピタキシャル関係がないことが確認された。G-P複合材料の作製に成功しその構造を解明したため、今後はそのマルチフェロイック特性の測定を行っていくことを計画している。

The study of room temperature magnetic properties shows that electrical acidulates are used in the field of research and development of electrical acids. the magnetic properties of electrical acidified compounds are not only in operation, but also in the study of electrical acidifides. At the time of application and application in the year 2022, the Ca2Nb3O10 (CNO) composite material was used to conduct the study on the characteristics of the MIT in the United States and the United States. On the substrate, the Gd3Ga5O12 (GGG) substrate, the Bi3Fe5O12 (BIG) on the substrate, the Bi3Fe5O12 (BIG) on the substrate, the BIG on the surface of the GGG, the Fe-rich BiFeO3 (BFO) on the surface of the CNO, and the Fe-rich BiFeO3 (BFO) on the surface of the substrate. The BFO and steaming materials are coated with BIG BiO2 on the surface of the GGG to form a confirmation device, and the Bi Fe is made up of materials above 3:5. This is the first step in the production of TEM materials in the cross section, such as the decomposition of acid compounds, the production of acid compounds, and the production of acid compounds in the Fe-rich BFO section. The crystal structure of BFO crystal at the interface of Si and CNO is usually characterized by rhombohedral crystal and square crystal BFO. The phase interface is different from that at the grain boundary, the phase interface is different from each other, the phase interface is different from that at the grain boundary, the atomic configuration is connected with the crystal interface, the crystal plane is bonded, the crystal plane is bonded, and the crystal surface is bonded. The Gmelp composite material was successfully fabricated to understand the problem, and in the future, the properties of the composite material were measured.

项目成果

Magnetic Anisotropy Modulation in Bismuth Substituted Yttrium Iron Garnet with Voltage Controlled Strain

压控应变铋取代钇铁石榴石磁各向异性调制

• 发表时间: 2023
• 作者: W. A. Misba;K. Hayashi;M. J. Miela;D. B. Gopman;C. A. Ross;and J. Atulasimha,
• 通讯作者: and J. Atulasimha,

Crystallization and stability of rare earth iron garnet/Pt/gadolinium gallium garnet heterostructures on Si

Si上稀土铁石榴石/Pt/钆镓石榴石异质结构的结晶及稳定性

• DOI: 10.1016/j.jmmm.2022.170043
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Magnetism and Magnetic Materials
• 影响因子: 2.7
• 作者: Gross, Miela J.;Bauer, Jackson J.;Ghosh, Supriya;Kundu, Subhajit;Hayashi, Kensuke;Rosenberg, Ethan R.;Andre Mkhoyan, K.;Ross, Caroline A.
• 通讯作者: Ross, Caroline A.

Spin wave generation via acoustically-driven ferromagnetic resonance in a ferromagnetic insulator Y3Fe5O12 on LiNbO3

通过声驱动铁磁共振在 LiNbO3 上的铁磁绝缘体 Y3Fe5O12 中产生自旋波

• 发表时间: 2023
• 作者: T. Wong;J. Park;K. Hayashi;M. J. Miela;R. Kim;X. Wang;S. Lee;P. A. Crowell;C. A. Ross;and I. Takeuchi
• 通讯作者: and I. Takeuchi