【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NI1701
利用課題名 / Title
スピンフィルター素子のためのバリウムフェライト薄膜の作製
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋工業大学 / Nagoya Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions
キーワード / Keywords
スピン制御/ Spin control,走査プローブ顕微鏡/ Scanning probe microscope,スピントロニクス/ Spintronics,資源代替技術/ Resource alternative technology,分離・精製技術/ Separation/purification technology
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)
足立 亮太
所属名 / Affiliation
名古屋工業大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
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）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NI-017：精密形状測定・局所磁気測定・局所電気特性評価装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
六方晶系フェライトのバリウムフェライトBaFe12O19は、化学的に安定であり、安価な元素で構成されたキュリー温度が高い強磁性(フェリ磁性)材料である。また、c軸方向に大きな結晶磁気異方性をもつためc軸配向したバリウムフェライト薄膜は安定した垂直磁化膜になる。本研究では、スピントロニクス分野へのバリウムフェライト薄膜の応用を目的として、垂直磁化をもち、平坦性が良いバリウムフェライト薄膜の作製条件の探索を行った。
実験 / Experimental
サファイア（0001）基板上に電子ビーム蒸着法で膜厚20 nmのPtバッファ層を成膜したのち、パルスレーザー堆積法で膜厚27nmのバリウムフェライト薄膜を成膜し、その上にPtキャップ層を5 nm成膜した。成膜後に大気中で600～900℃で5分間のポストアニールを行った。作製した薄膜の結晶構造はX線回折測定で評価した。またSQUID磁束計を用いた磁化測定から垂直磁気異方性を評価した。薄膜の表面観察は精密形状測定・局所磁気測定・局所電気特性評価装置（NI-017）を用いて評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
サファイア（0001）基板上に成膜したPt薄膜は[111]方向に結晶成長し、その上のバリウムフェライト薄膜は[0001]配向することがわかった。また、薄膜の表面観察からポストアニール温度が600℃～800℃の範囲では平均表面粗さが1 nm程度であるが、900℃では平均表面粗さが9 nmと悪化することがわかった。これは高温のポストアニールによりPtバッファ層とPtキャップ層の融解が生じたためと考えられる。磁化測定から、ポストアニール温度が600℃から800℃までは、温度の上昇とともに垂直磁気異方性が大きくなるが、900℃では垂直磁気異方性が低下することがわかった。これは表面観察から明らかになったように900℃でポストアニール処理を行った試料ではPt層が融解したため、バリウムフェライト層の平坦性が悪化したことが原因と考えられる。
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