酸化物人工格子による新規磁気材料の創成

利用氧化物超晶格创建新型磁性材料

• 批准号: 02F00316
• 负责人: 川合 知二
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00316/
• 关键词: パルスレーザー蒸着法; 磁性酸化物; 光誘起磁性; 人工格子; 巨大磁気抵抗; スピネル型フェライト; スピングラス; 三次元カゴメ格子; レーザーMBE; 走査プローブ顕微鏡; 極短パルスレーザー; キャリア注入; フラストレーション; カゴメ格子

レーザーアブレーション法により、原子レベルで磁気相互作用を制御した人工格子酸化物磁性体を創製し、新規な光・磁気・電気特性を発現させるとともに、その興味ある諸物性の発現機構と構造の相関をナノレベルで明らかにすることを目的として研究を推進した。具体的には、自然超格子構造を有するスピネル型フェライト薄膜における1)光磁気特性、および2)磁気抵抗効果の評価を行った。1)では、フェリ磁性体NiFe_2O_4に非磁性イオンZn^<2+>を添加することにより、原子レベルでスピンフラストレーションとスピンランダムネスを導入し、室温付近でスピンが凍結するスピングラス的挙動を発現させ(高温グラス磁性)、スピン凍結温度以下の温度領域において光を照射すると、グラス磁性が融解して磁化が増大することを見出した(高温光誘起磁性)。また、組成、酸素分圧および成膜速度などの各種作製条件を広範に変えて光磁気特性を評価し、またその励起強度および励起波長依存性を詳細に調べた結果、この光誘起磁性の起源が、磁性イオン間の光励起電荷移動と、それに伴う局所的な磁気異方性の変化にあることを見出した。また、2)において、NiFe_2O_4およびCoFe_2O_4スピネル型フェライトにおいて、Zn^<2+>添加による磁気抵抗特性の急激な変化を見出し、この現象が、スピンフラストレーションの増大によるナノレベルでのスピン配向の変化に由来するものであることを突き止めた。以上のように、室温付近の高温領域で多彩な物性を示す新規酸化物磁性体を創出することに成功し、デバイスとしての応用へと発展させていくために必要な基礎的知見を得た。

The development mechanism and structural correlation of various physical properties are promoted in the research of the creation, new regulation, optical, magnetic and electrical properties of artificial lattice acidified magnetic materials. Specific natural superlattice structures include: 1) optical and magnetic properties; 2) evaluation of magnetic resistance effects. 1) The addition of Zn <2+> to the nonmagnetic NiFe_2O_4 magnetic material, the introduction of atomic particles, the development of freezes at room temperature, and the irradiation of light at temperatures below freezing temperature. The magnetic properties of the alloy melt and the magnetization increases. A detailed analysis of the optical and magnetic properties, excitation intensity, and excitation wavelength dependence of the various processing conditions, such as composition, acid component pressure, and film formation speed, is presented. 2) The rapid change of magnetic resistance characteristics due to the addition of Zn^<2+> and NiFe_2O_4 and CoFe_2O_4 was observed. The basic knowledge necessary for the successful development of the new acidified magnetic materials in the field of high temperature and near room temperature has been obtained.