レーザーMBE法と基板方位制御による低次元量子スピン系人工格子の創製

利用激光MBE方法和衬底取向控制创建低维量子自旋系统人工晶格

• 批准号: 12046248
• 负责人: 田畑 仁
• 金额: $ 1.73万
• 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 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12046248/
• 关键词: 強誘電体; 強磁性体; 人工格子; ペロブスカイト; レーザーMBE; メモリ素子; 機能調和材料; 構造相転移

誘電体でありかつ磁性を有する機能性酸化物人工格子を形成することにより、誘電特性だけではなく磁性をも任意に制御できることを示した。特に(111)面は、結晶学的にみると酸素イオンの細密充填面であるため、ほとんどの機能性酸化物において良好な整合成長(エピタキシャル成長)が期待できる。ペロブスカイトとスピネルといった異なる結晶系のヘテロ成長も可能であると思われる。さらに(110)面への人工格子において、同一イオンの1次元配列を可能にし、低次元スピン、光機能、導電性機能等において新しい機能発現を示唆する知見を得た。(110)方向への積層を制御した人工格子法において低次元物質を合成した。ペロブスカイト構造を有するSrTiO_3(110)面上に磁性体と非磁性体を交互積層することにより物質の次元性を制御し、1次元の磁性体を人工的に合成することを期待した実験である。具体的には強磁性金属SrRuO_3と非磁性絶縁体BaTiO_3とをSrTiO_3(110)面上に交互積層し関層周期を短周期化(次元性を低下)させて行くと、SrRuO_3が11層、BaTiO_3が11層(11/11)の時に強磁性、金属的な電気伝導供に揺らぎが生じはじめ、2/5の時に磁気特性は反強磁性に変化し、電気伝導に強い異方性が現れることが明らかになった。これは、磁性金属の低次元化によって電気、磁気特性に大きな変化が現れることを意味している。このように積層方向を制御した人工格子法を用い、様々の物質を組み合わせることによって通常の合成法では作製できないような面自い特性を持った物質を作製することが明らかとなった。

Electrodes have magnetic properties, functional acids, artificial lattices, and inductive properties. Special (111) surface, crystallographic fine filling surface, functional acid, good integration growth ( The growth of the crystal system The artificial lattice of the (110) plane, the possibility of one-dimensional arrangement of the same color, the low-dimensional display, the optical function, the conductivity function, etc., are all displayed. (110)The artificial lattice method is used to synthesize low-dimensional substances. The structure of SrTiO_3(110) is composed of magnetic and non-magnetic materials. Specific ferromagnetic metal SrRuO_3 and nonmagnetic insulator BaTiO_3 (110) surface alternating layer period short (dimensional property low), SrRuO_3 11 layers, BaTiO_3 11 layers (11/11) time ferromagnetism, metal electrical conductivity generation, 2/5 time magnetic properties change antiferromagnetism, Electric conduction is strong and anisotropic. The low-dimensional characteristics of magnetic metals and their electrical and magnetic properties are greatly changed. The method of artificial lattice is used to control the direction of the material.

项目成果

L.T.Cai: "Probing electrical properties of oriented DNA by conducting atomic force microscopy"Nanotechnology. 12. 211-216 (2001)

L.T.Cai：“通过原子力显微镜探测定向 DNA 的电特性”纳米技术。

田畑 仁: "遷移金属酸化物人工格子によるスピン制御"応用物理. 70. 285-290 (2001)

Hitoshi Tabata：“过渡金属氧化物人工晶格的自旋控制”应用物理 70. 285-290 (2001)。

E.Rokuta: "Ferroelectric Bi_4Ti_3O_<12> Films on Si(100) with An Ultrathin Buffer Layer of Silicon Oxynitride : A Comparative Study Using X-Ray Photoelectron Spectroscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(9B). 5564-5568 (2001)

E.Rokuta：“带有超薄氮氧化硅缓冲层的 Si(100) 上的铁电 Bi_4Ti_3O_<12> 薄膜：使用 X 射线光电子能谱的比较研究”Jpn.J.Appl.Phys.. 40(9B)。

田畑 仁: "DNA配線-DNA分子素子を目指して-"高分子. 50. 251 (2001)

Hitoshi Tabata：“DNA 接线 - 瞄准 DNA 分子器件 -”聚合物 50. 251 (2001)。

Y.Muraoka: "Photocontrol of spin-glass in Mg_<1.5>FeTi_<0.5>O_4 spinel ferrite films"Appl.Phys.Lett.. 76(9). 1179-1181 (2000)

Y.Muraoka：“Mg_<1.5>FeTi_<0.5>O_4尖晶石铁氧体薄膜中自旋玻璃的光控制”Appl.Phys.Lett.. 76(9)。