スパッタ法による歪み酸化鉄薄膜の磁気光学特性

溅射法制备应变氧化铁薄膜的磁光特性

• 批准号: 05855130
• 负责人: 藤井 達生
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855130/
• 关键词: 酸化鉄(ヘマタイト); モ-リン転移; エピタキシャル薄膜; rfマグネトロンスパッタ法; メスバウアー分光法

rfマグネトロンスパッタ法を用い、サファイア(alpha-Al_2O_3)単結晶基板上に酸化鉄(alpha-Fe_2O_3)薄膜を作製した。酸化鉄(alpha-Fe_2O_3)は約250Kにモ-リン転移と呼ばれるスピン相転移を持ち、その前後でスピン軸がc面内からc軸方向へと90°変化することが知られている。しかし、単結晶基板上に成長した酸化鉄薄膜の場合は、基板界面におけるミスフィットが結晶格子に歪みを与える結果、スピン相転移はそのスピン軸、転移温度ともバルクに比べ、異なった振舞を示すことが期待される。alpha-Al_2O_3(102)単結晶基板上にエピタキシャル成長したalpha-Fe_2O_3(102)について、メスバウアー分光測定を行なった結果、スピン転移温度は400Kへと大きく上昇しており、しかもスピン軸はc軸から<102>方向へと変化していた。そこで4軸回折計による薄膜のX線構造解析を試みた結果、a軸長は約0.5%減少し、一方、c軸長は約0.2%増加していた。一方、alpha-Al_2O_3(001)単結晶基板上にエピタキシャル成長したalpha-Fe_2O_3(001)について、メスバウアー分光測定及びX線構造解析を行なった結果、スピン相転移は極低温(2K)に至まで観測されず、逆にa軸長が約0.3%増加し、c軸長が約0.5%減少していた。従って、得られた酸化鉄薄膜のスピン相転移の変化は、異方的な歪みが原因で生じたものと推論できる。得られた薄膜の磁気光学特性については、現在まだ検討中である。

Preparation of Fe (Alpha-Fe_2O_3) thin films on alpha-Al_2O_3 single crystal substrates by RF generation method Iron (alpha-Fe_2O_3) acid is about 250K. The phase shift of iron (alpha-Fe_2O_3) is about 90°. In the case of growing an acidified iron film on a single crystalline substrate, the substrate interface is characterized by a crystal lattice distortion, a phase shift, an axis shift, a temperature shift, a temperature shift, and a vibration shift. Alpha-Fe_2O_3(102) crystal substrate is grown on alpha-Fe_2O_3 (102) crystal substrate. The results of spectroscopic measurement show that the temperature of temperature shift increases greatly from 400K to 400 K, and the direction of c-axis changes greatly from 400K to 400K<102>. X-ray structural analysis of thin films with 4-axis folding calculation shows that the length of a axis decreases by about 0.5%, while the length of c axis increases by about 0.2%. The results of spectroscopic analysis and X-ray structural analysis show that the phase shift from extreme low temperature (2K) to extreme low temperature (2K) increases by about 0.3% and the c-axis length decreases by about 0.5%. The reason for the change of phase and the difference of direction of the iron thin film is that the iron thin film is oxidized and oxidized. The magnetic and optical properties of thin films have been obtained.

项目成果

Tatsuo Fujii: "Spin-flip anomalies in epitaxial alpha-Fe_2O_3 films by Mossbauer spectroscopy" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. (発表予定).

Tatsuo Fujii：“穆斯堡尔光谱法测定外延 α-Fe_2O_3 薄膜中的自旋翻转异常”《磁性与磁性材料杂志》（待出版）。