誘電体分極-磁性スピン相関を利用した多値記憶不揮発性メモリ材料の積層構造の検討

使用介电极化-磁自旋相关性检查多级非易失性存储材料的堆叠结构

• 批准号: 13025240
• 负责人: 松井 利之
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka Prefecture 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13025240/
• 关键词: 誘電体物性; 磁性; デバイス設計; 酸化物薄膜; PLD法; 強誘電体メモリ; エピタキシャル成長; 積層膜

ペロブスカイト型酸化物(ABO_3)は、主にBサイトの遷移金属元素の種類によって、強誘電性、強磁性、超伝導など、多彩な物性を示すことで知られている。これらの物質群を原子、分子層レベルで組み合わせることにより,これまでにない機能を持った新規な材料の創製が期待される.本研究では,情報の多値化記憶を可能にするような不揮発性メモリの創製を目指し,新物質の探索と要素機能の検討を行った.本年度は,強磁性と強誘電性を持つ新物質の探索とSi基板上への酸化物膜のエピタキシャル成長の2点について具体的検討をすすめた.材料系としては,BaFe(Ti)O_3/BaZrO_3,(Y_<1-x>Yb_x)MnO_3/Y_2O_3等の物質群に注目した.誘電体分極と磁性スピン間の相互作用を発現させることを意図し,PLD法によりSrTiO3_(111)、(001)単結晶基板上へBaFeO_3エピタキシャル薄膜の合成を試みた.基板温度700℃、酸素分圧10mTorrの条件で製膜し,その後オゾンを含む酸素雰囲気(分圧:100mTorr)で室温まで冷却することにより,いずれの基板上に対しても,非常に表面平坦性のよいエピタキシャル膜を合成することができた.(111),(100)基板上に作成した膜は,それぞれ六方晶,立方晶の構造を有していることを示唆する結論が得られた.合成した膜は室温においても,残留磁化と保磁力をもつ強磁性的な挙動を持つと同時に,誘電率がε=50程度の常誘電体であることがわかった.(111)Si基板上に(Y_<1-x>Yb_x)MnO_3をエピタキシャル成長させるため,バッファー層としてY_2O_3を適応することを検討した.製膜時の酸素分圧を2段階に制御することで,界面SiO_2層がほとんど無い結晶性のすぐれたエピタキシャルY_2O_3/Siキャパシタ膜を作製することができた.

ABO_3 is a new type of acid compound with high conductivity, ferromagnetism, superconductivity and colorful physical properties. The atomic and molecular layers of these groups of substances are assembled together, and their functions are expected to be maintained and new materials created. This study aims to explore the possibility of multi-valued memory of information, the creation of non-volatile memory, and the function of new materials. This year, we will continue to explore new ferromagnetic and strongly inductive substances, and discuss the specific growth of acid films on Si substrates at two points. The material system,BaFe(Ti)O_3/BaZrO_3,(Y_<1-x>Yb_x)MnO_3/Y_2O_3 etc. The interaction between the polarization and magnetic properties of electromagnets has been discovered. The synthesis of BaFeO_3 thin films on SrTiO_3_(111) and (001) single crystal substrates by PLD method has been studied. Under the conditions of substrate temperature of 700℃ and acid pressure of 10mTorr, the film was prepared at room temperature with acid concentration (partial pressure:100mTorr). (111)The structure of hexagonal crystal and cubic crystal is shown in this paper. The resultant film is room temperature, residual magnetization, magnetic retention, ferromagnetic movability, and dielectric constant of ε=50. (Y_ Yb_x)MnO_3 on (111)Si substrate<1-x>When preparing the film, the acid element pressure is divided into two stages, and the interface SiO_2 layer is formed into two stages.

项目成果

T.Hattori, T.Matsui, H.Tsuda, H.Mabuchi, K.Morii: "Preparation and Electric Properties of LaCoO_3 Thin Films by ion-beam sputtering"Thin Solid Films. 388・1-2. 183-188 (2001)

T.Hattori、T.Matsui、H.Tsuda、H.Mabuchi、K.Morii：“离子束溅射法制备 LaCoO_3 薄膜及其电性能”薄固体薄膜 388・1-2。 ）

K.Kakuno, D.Ito, N.Fujimura, T.Matsui, T.Ito: "Growth Process and Interfacial Structure of Epitaxial Y_2O_3/Si Thin Films deposited by PLD"Journal of Crystal Growth. (in press). (2002)

K.Kakuno、D.Ito、N.Fujimura、T.Matsui、T.Ito：“PLD 沉积的外延 Y_2O_3/Si 薄膜的生长过程和界面结构”晶体生长杂志。

T.Matsui, H.Tsuda, H.Mabuchi, K.Morii: "Fabrication and Structural Control of Nano-structured Thin Films by Solid-state Reaction of Compositionally Modulated Multilayers"Journal of Crystal Growth. (in press). (2002)

T.Matsui、H.Tsuda、H.Mabuchi、K.Morii：“通过成分调制多层的固态反应来制造和控制纳米结构薄膜”晶体生长杂志。

T.Matsui, K.Kashihara, H.Tsuda, H.Mabuchi, K.Morii: "Texture Development and Anomalous Grain Growth in Sb-doped MnPt_3 Thin Film by Solid-State Reaction of Multilayered Films"Journal of Alloys and Compounds. 325・1-2. 160-166 (2001)

T.Matsui、K.Kashihara、H.Tsuda、H.Mabuchi、K.Morii：“通过多层膜的固态反应实现 Sb 掺杂 MnPt_3 薄膜的织构发展和异常晶粒生长”合金与化合物杂志 325。・1-2。160-166（2001）

Y.Kitano, N.Fujimura, T.Matsui, T.Ito: "Crystal growth of BaZrO_3 thin films under very low oxygen pressure"Journal of Crystal Growth. (in press). (2002)

Y.Kitano、N.Fujimura、T.Matsui、T.Ito：“极低氧压力下BaZrO_3薄膜的晶体生长”晶体生长杂志。