東北地域研究シーズデータベース

強磁性かつ強誘電性を有する新しい機能を有する酸化物薄膜材料の探索、およびその薄膜を特徴的でありながら汎用性にも長けている反応性パルスDCスパッタリング法で高品質に作製する手法の開発、を行っております。近年発見された強磁性かつ強誘電性を有するBiFeO3系の材料は、電圧印加でもって磁化方向を制御できる、もしくは磁界印加で電気分極方向を制御できる、などの、従来材料では実現できなかった機能性を有しております。また近年開発されたパルスDC電源は、酸・窒化物薄膜の作製に適しております。最近、BiFeO3のBiおよびFeの一部を置換する元素の検討、および反応性パルスDCスパッタリングにおける成膜条件の検討、により、従来まで報告されていた強磁性かつ強誘電の薄膜に対して、高い飽和磁化, 報告例が無い垂直磁気異方性, 巨大な磁気Kerr効果、などの磁気特性に優れた薄膜を高品位に作製することに成功しました。これに関連し、電圧印加による磁化方向の変化（電気特性と磁気特性の相関）を評価できる「電気磁気効果特性評価装置」も開発しました。

作製に成功した薄膜を用いて、図に示すように、電圧印加による磁化の誘起に成功しました。この機能性を用いることにより、超大容量磁気メモリや超高精細光変調素子の超低消費電力化、磁界センサの超高感度･高出力化、などの実現が期待できます。
上記の「パルスDC電源」の追加装備をはじめ、工夫を凝らしたスパッタリング成膜装置を保有しており、酸化物薄膜のみならず金属薄膜や窒化物薄膜の高品質作製、およびそれらを用いた積層膜も作製可能です。そして、メーカーと共同で新規構築した、簡便に電気特性と磁気特性およびそれらの相関の特性を評価できる「電気磁気効果特性評価装置」も保有しております。

高機能･高品質薄膜の探索･作製･評価およびそのデバイスへの応用

研究シーズの特徴・独自性

産学連携の可能性