【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23WS0391
利用課題名 / Title
島状酸化インジウムの室温強磁性について
利用した実施機関 / Support Institute
早稲田大学 / Waseda Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
ナノ粒子の室温強磁性,電子顕微鏡/ Electronic microscope,ナノ粒子/ Nanoparticles
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
高瀬 浩一
所属名 / Affiliation
日本大学 理工学部 物理学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
竹岡智久
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
酸化物半導体をナノ粒子にすることで室温強磁性が発現することが知られているが、ナノ粒子では、粉末試料の基板等へ固定が困難であり、精密な物性測定が困難である。そこで、島状成長することが知られているIn2O3に注目し、分子線エピタキシー装置でIn2O3島状結晶を作製し、これらの磁気特性を調査した。
実験 / Experimental
用いた基板は、YSZ（100）基板で、基板を700℃に加熱した状態でKセルよりインジウムを、ガスラインから酸素を供給して成膜を行い、走査型電子顕微鏡による結晶の表面形態を観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
基板を観察したところ、600 nm程度の涙型の島状結晶が得られた。この試料の粉末X線回折測定を実施し、得られた回折プロファイルからIn2O3の回折ピークとIn金属からのピークが見られた。この試料においては、インジウムが過剰、言い換えれば、酸素が不足している状況となっていると推察される。この試料の磁化をSQUIDで評価したところ、室温においてヒステリシスが観測され、本試料が強磁性であることが確認された。酸素が欠乏している試料では、強磁性が確認されているので、次の試料では、酸素をこれまでの工程に加え、酸素を400秒間追加供給し、酸素を補う試みを実施した。得られた試料は、大きな涙型のものから100 nm以下の小さな円形試料となった。また、粉末X線回折測定からは、インジウム金属からのピークは消え、化学量論比通りの結晶が得られていると考えられる。この試料の磁化の磁場依存性には、ヒステリシスは観測されなかった。以上の結果より、強磁性発現のためには、結晶の大きさではなく、酸素欠陥が重要であると考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件