プロチウムをドープした合金薄膜多層膜の磁性と伝導性

氕掺杂合金薄膜多层膜的磁性和电导率

• 批准号: 12022220
• 负责人: 山本 雅彦
• 金额: $ 1.34万
• 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 (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12022220/
• 关键词: 薄膜; 多層膜; 人工格子; プロチウム; 磁性; 伝導性; 半導体化; 希土類金属

希土類金属(RE)は非常に水素を吸収しやすく,もとのREの構造や電子物性と大きく異なる性質を持ち合わせたRE水素化物を形成することが知られている.REと強磁性遷移金属(TM)を組み合わせたTM/RE多層膜では,水素を吸収すると考えられるRE層のみならず,界面を通してTM層の特性も変化すると予想されるので,水素化により大きな特性変化が生じ,新しい機能性材料が創製されると期待できる.本研究では,REとして,非磁性軽希土類Laを,TMとして強磁性のFeとCoを用い,それらを組み合わせた多層膜を作製し,水素化前後での,多層膜の構造と磁性・伝導性について調べ,それらの違いを明らかにするとともに,これらの研究を通して新機能材料の創製を目指している.Fe/La多層膜では,水素雰囲気中でFe/La多層膜の電気抵抗は時間の経過とともに大きく増加したことから,多層膜が水素を吸収したことを確認した.FeとLaは非固溶系であり,Fe/La多層膜の小角XRDプロファイルには5次までの回折ピークが見られたことから,界面混合層のほとんど無い,良質な積層構造を有する試料の作製に成功した.水素化後に,回折ピークは低角側に移動しており,多層膜が膨張することが明らかとなった.膨張量は,La膜厚あたり19%に達した.バルクのLa水素化物の体積膨張量は,LaH_2で21%,LaH3で18%あり,それに匹敵する大きな膨張が膜面垂直方向の一方向に生じたことになる.これは基板拘束により,膜面内の膨張が抑制されたことが原因と考えられる.水素化によりFe/La多層膜の飽和磁化は増加した.上記の結果は,以前に報告したCo/La多層膜の飽和磁化の増加と似ている.しかし,Co/La多層膜では,界面にCo-La混合層が形成しており,それが不均化反応により分解したことが原因であるのに対し,Fe/La多層膜では,La水素化物の形成に伴う界面Fe原子の電子状態変化やFe層に体積膨張が誘起されたことによる,Fe層自身の特性変化が磁化増加の主因と考えられる.

Rare earth metal (RE) is very rare earth element absorption, the structure of RE, electronic properties, large and different properties, and the formation of RE hydrate.RE ferromagnetic migration metal (TM) combination TM/RE multilayer film is rare earth element absorption, the interface of RE layer is transparent, the characteristics of TM layer are changed. The characteristics of water element change, and new functional materials are expected to be created. In this paper, the structure, magnetic properties and conductivity of Fe/La multilayer films before and after hydration are studied. The purpose of this study is to provide an insight into the creation of new functional materials.Fe/La multilayer films The electrical resistance of Fe/La multilayer film increases greatly with time.Fe and La multilayer film absorbs water.Fe and La are not in solid solution system. The small-angle XRD of Fe/La multilayer film is 5 times higher than that of Fe/La multilayer film. After hydration, the fold back moves to the lower corner side, and the multilayer expands. Expansion tension,La film thickness up to 19%. The volume expansion tensors of LaH2 and LaH3 are 21% and 18% respectively. The reason why the expansion in the membrane plane is restrained by substrate constraint is discussed. Saturation magnetization of Fe/La multilayer films increases due to hydration. The above results are contrary to previous reports on the increase of saturation magnetization in Co/La multilayer films. In Co/La multilayer films, the formation of Co-La mixed layer at the interface is accompanied by the change of electronic state of Fe atoms at the interface and the volume expansion of Fe layer, which is the main reason for the increase of magnetization of Fe layer itself.

项目成果

Yasuhiro Kamada,Masaya Sakaguchi,Daisuke Takama and Masahiko Yamamoto: "Magnetic Properties and Interface Structure of Co/La and Co/LaHX Multilayers"Digests of 8th Int.Conf.on Ferrites,. 267 (2000)

Yasuhiro Kamada、Masaya Sakaguchi、Daisuke Takama 和 Masahiko Yamamoto：“Co/La 和 Co/LaHX 多层膜的磁性和界面结构”第八届铁氧体国际会议摘要。

Yasuhiro Kamada,Masaya Sakaguchi,Daisuke Takama and Masahiko Yamamoto: "Effects of Hydrogen on the Interface Structure and Magnetic, Electric Properties of Co/La Multilayers"Proc.of Int.Symp.on Nanoscale Magnetism and Transport.. 45 (2000)

Yasuhiro Kamada、Masaya Sakaguchi、Daisuke Takama 和 Masahiko Yamamoto：“氢对 Co/La 多层膜界面结构和磁、电性能的影响”Proc.of Int.Symp.on Nanoscale Magnetism and Transport.. 45 (2000)

Ryoichi Nakatani,Masahiko Yamamoto,Yasuhiro Kamada,Noritsugu Takahashi,Hirotaka Yakame and Yoshio Kawamura: "Magnetic Domain Structures in Microfabricated Fe/Cr and Fe/Cr/Fe/Cr Dots"Digests of 8th Int.Conf.on Ferrites,. 248 (2000)

Ryoichi Nakatani、Masahiko Yamamoto、Yasuhiro Kamada、Noritsugu Takahashi、Hirotaka Yakame 和 Yoshio Kawamura：“微加工 Fe/Cr 和 Fe/Cr/Fe/Cr 点中的磁畴结构”第八届铁氧体国际会议摘要。

Ryoichi Nakatani,Masahiko Yamamoto,Yashuhiro Kamada,Hirotake Yakame,Noritsugu Takahashi and Yoshio Kawamura: "Uniaxial Magnetic Anisotropy in Fe/Cr Films with Microstructures Formed by Electron Beam Lithography"Digests of 8th Int.Conf.on Ferrites,. 270 (2

Ryoichi Nakatani、Masahiko Yamamoto、Yashuhiro Kamada、Hirotake Yakame、Noritsugu Takahashi 和 Yoshio Kawamura：“电子束光刻形成的具有微结构的 Fe/Cr 薄膜中的单轴磁各向异性”第八届国际铁氧体会议摘要。