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

基本信息

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

项目摘要

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.

已知钙钛矿型氧化物（ABO_3）表现出各种物理特性，例如铁电性，铁磁性和超导性，主要取决于B位点的过渡金属元件的类型。通过在原子和分子层水平上将这些材料相结合，可以预计将创建具有前所未有的功能的新材料。在这项研究中，我们旨在创建非易失性记忆，从而允许对信息进行多价记忆，并研究了元素功能。今年，我们提出了两个具体的考虑：寻找具有铁磁和铁电特性的新材料，以及氧化物膜上SI底物上氧化物膜的外延生长。作为材料系统，我们专注于Bafe（Ti）O_3/Bazro_3，（y__ <1-x> yb_x）mno_3/y_2o_3。我们打算在介电偏振和磁自旋之间发展相互作用，并尝试通过PLD合成SRTIO3_（111）和（001）单晶底物的Bafeo_3外延薄膜。该膜是在700°C的底物温度的条件下形成的，氧部分压为10mtorr，然后形成膜。通过在含有臭氧的氧气中冷却至室温（部分压力：100 mtorr），可以合成任何两种基板上表面均衡的外延膜。得出的结论表明，在（111）和（100）底物上制备的膜分别具有六边形和立方晶体结构。合成的膜具有铁磁行为，即使在室温下，也具有残余磁化力和胁迫力。发现它是一种介电常数约ε= 50的副材料。为了在（111）Si底物上外恋（y_ <1-x> yb_x）mno_3，我们研究了y_2o_3作为缓冲层的改编。通过在两个阶段中控制膜形成期间的氧部分压，我们能够生成具有出色结晶度的外延Y_2O_3/SI电容器膜，几乎没有界面的SIO_2层。