遷移金属を添加した酸化物の磁性スイッチング素子の開発

使用掺杂过渡金属的氧化物开发磁性开关元件

• 批准号: 18750179
• 负责人: 片山 正士
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750179/
• 关键词: ニ酸化チタン; 電界効果; トランジスタ; 二酸化チタン; 希薄磁性半導体; スピントロニクス

本研究では遷移金属添加酸化物の磁性デバイス開発として、遷移金属添加二酸化チタンを対象とし・電界効果を用いたクリーン・連続的・可逆的な磁性制御を目的としている。具体的な課題としては1高品質二酸化チタン薄膜の作製2ボトムゲート型電界効果デバイスの作製の2点を挙げることができる。LaAlO_3単結晶(001)面上に二酸化チタン薄膜を成長させる際に酸素分圧を断続的に変化させることによって、高結晶性かつ低酸素欠損の二酸化チタン薄膜の作製に成功した。さらにトップゲート型の電界効果トランジスタ構造を作製し、電界効果移動度0.3cm^2/Vs.on/off比10^5と良好なトランジスタ特性が得られた。一方、磁気光学効果を用いた磁性評価や光機能との複合化を図るには、活性層である二酸化チタン表面が露出したボトムゲート構造の電界効果デバイス開発が必要となる。そのキーポイントはエピタキシャル絶縁層である。電界効果を利用するための絶縁層としての機能だけでなく、その上に成長させる二酸化チタン薄膜のテンブレートともなるため、その品質は重要である。導電性基板であるNb:SrTi0_3(001)上にLaAlO_3エピタキシャル絶縁層を作製し、さらに活性層であるTiOz, Al電極と堆積させ、ボトムゲート型のTiO_2,電界効果デバイスを作製し、電界効果移動度0.04 cm^2/vs,on/off比10^4と明瞭なトランジスタ動作を成し遂げた。しかし、デバイス動作は可能なものの、エピタキシャル絶縁層の品質は高くはない。結果として、Co添加TiO_2,薄膜の磁性スイッチングの確認には至らなかった。エピタキシャル絶縁層のさらなる高品質化、特に表面モフォロジーの改善が望まれる。

In this study, the magnetic properties of the migrating metal added acidifiers were investigated. The effects of the migrating metal added acidifiers on the magnetic properties of the migrating metal added acidifiers were investigated. The specific problem is: 1. the manufacture of high quality diacid film; 2. the manufacture of high quality diacid film; 3. the manufacture of high quality diacid film. Diacid thin films on LaAlO_3 single crystal (001) plane were successfully fabricated during the growth of acid pressure and high crystallinity diacid thin films with low acid loss. The structure of the electric field effect is controlled, the electric field effect mobility is 0.3 cm^2/Vs.on/off ratio is 10^5, and the electric field effect is good. The surface of the active layer is exposed and the structure of the electric field is developed.そのキーポイントはエピタキシャル绝縁层である。The function of the insulating layer is very important for the development of the dielectric film. LaAlO_3 insulating layer on conductive substrate Nb: SrTiO_3 (001), TiO_2 active layer, Al electrode, TiO_2 active layer, TiO_2 active layer, The quality of the insulation layer is high. The results show that TiO_2 and Co doped films are very attractive for magnetic properties. High quality and special surface insulation are expected.

项目成果

High-Quality AI!atase TiO_2 Film: Field-Effect Transistor based on Anatase TiO, channel

高质量 AI!atase TiO_2 薄膜：基于锐钛矿 TiO 的场效应晶体管，通道

• 发表时间: 2007
• 作者: Masao Katayama;Shinya IkesEika;Jun Kuwano;Hideomi Koinuma;Yuji Matsumoto;M. Katayama;M. Katayama
• 通讯作者: M. Katayama

High quality anatase TiO2 film:: Field-effect transistor based on anatase TiO2

• DOI: 10.1063/1.2906361
• 发表时间: 2008-03-31
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Katayama, Masao;Ikesaka, Shinya;Matsumoto, Yuji
• 通讯作者: Matsumoto, Yuji

Epitaxial insulator for bottom-gate field-effect devices based on TiO2

用于基于 TiO2 的底栅场效应器件的外延绝缘体

• 发表时间: 2008
• 期刊: Mater.Sci.Eng.B. 148
• 作者: T. Takeuchi;M. Shinmei;Masao Katayama
• 通讯作者: Masao Katayama

Discovery of new functionalities in TiOz by atomic scale control of surface. film growth. And doping

通过表面原子尺度控制发现二氧化钛的新功能。

• 发表时间: 2007
• 作者: Masao Katayama;Shinya IkesEika;Jun Kuwano;Hideomi Koinuma;Yuji Matsumoto;M. Katayama
• 通讯作者: M. Katayama

Epitaxial Insulator for Bottom-gate Field-Effect Devices basd on Oxides

基于氧化物的底栅场效应器件的外延绝缘体

• 发表时间: 2007
• 作者: Masao Katayama;Shinya IkesEika;Jun Kuwano;Hideomi Koinuma;Yuji Matsumoto;M. Katayama;M. Katayama;Masao Katayama
• 通讯作者: Masao Katayama