| 講演名 | 2013-03-08 (100)立方晶単結晶基板上にエピタキシャル成長した3d強磁性遷移金属薄膜の構造解析(光記録,一般) 大竹 充, 二本 正昭, |
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| 抄録(和) | 3d強磁性遷移金属(Fe,Co,Ni)およびこれらの合金の薄膜をMgO,SrTiO_3,および,GaAsの(100)単結晶基板上に形成し,RHEED,XRD,および,TEMにより成長機構および構造を調べた.いずれの基板上においても,bcc構造を持つFe,Fe_<65>Co_<35>,Fe_<50>Co_<50>,Fe_<80>Ni_<20> (at.%)膜が形成された.MgO基板上に300℃より高温でエピタキシャル成長したCo膜は,hep構造を持ち,(1120)が基板面と平行に配向した双晶から構成された.一方,100℃で形成したエピタキシャル膜は,hcp(1120)結晶に加え,fcc(100)結晶を含む混合結晶から構成された.MgO基板上に形成したCo_<80>Ni_<20>膜では,成長温度に関わらず,hcp(1120)およびfcc(100)の複合結晶が形成された. NiおよびNi_<80>Fe_<20>膜においても,fcc(100)結晶に加え,準安定なhcp(1120)結晶が形成された.膜厚の増加に伴い,hcp-Niおよびhcp-Ni_<80>Fe_<20>結晶は(0001)最密充填面のすべりにより安定なfcc(110)結晶に変態する傾向が認められた. SrTiO_3基板上にエピタキシャル成長したCo,Co_<80>Ni_<20>,Ni,および,Ni_<80>Fe_<20>膜はfee構造を持った.GaAs基板上におけるCo,Ni,および,Ni_<80>Fe_<20>膜の成長初期段階においては,準安定なbcc結晶がヘテロエピタキシャル成長により安定化された.しかしながら,膜厚の増加に伴い,準安定bcc結晶も{110}最密充填面のすべりにより安定なfcc結晶に変態した.MgO基板上にエピタキシャル成長した膜の歪は,格子ミスマッチが3～17%と大きいにも関わらず,非常に小さいことがXRD解析により示された.ミスマッチを低減させるために,膜と基板の界面付近の膜中において,多くのミスフィット転位が導入されることが高分解能断面TEM観察により分かった. |
| 抄録(英) | Thin films of 3d ferromagnetic transition metals (Fe, Co, and Ni)and teir alloys are prepared on MgO, SrTiO_3,and GaAs single-crystal substrates of (100)orientation. The growth behavior and the structure are investigated by RHEED, XRD, and HR-TEM. Fe, Fe_<65>Co_<35>,Fe_<50>Co_<50>,and Fe_<80>Ni_<20> (at %)films with bcc structure are formed on all the substrates. Co films epitaxially grown on MgO substrates at temperatures higher than 300℃ consist of hcp(1120)bi-crystals, whereas a Co epitaxial film deposited at 100℃ involves an fcc(100)crystal in addition to hcp(1120)crystals. Co_<80>Ni_<20> films grown on MgO substrates consist of a mixture of hcp(1120)and fcc(100)crystals regardless of growth temperature. Ni and Ni_<80>Fe_<20> films grown on MgO substrates include not only fcc(100)but also hcp(1120)crystals which are metastable and stabilized through hetero-epitaxial growth. As the film thickness increases, the Ni and the Ni_<80>Fe_<20> crystals of hcp(1120)orientation tend to transform into more stable fee crystals of (110)orientation by atomic displacement parallel to the hcp(0001)close-packed plane. Co, Co_<80>Ni_<20>,Ni, and Ni_<80>Fe_<20> films with fee strueture grow epitaxially on SrTiO_3 substrates. Metastable bcc crystals nucleate i early stages of Co, Ni, and Ni_<80>Fe_<20> film growth on GaAs substrates. With increasing the thickness, the metastable bcc structure starts to transform into fee strueture through atomic displacement parallel to the bcc{110} close-packed planes. XRD indicates that the strains in films epitaxially grown on MgO substrates are very small though the lattice mismatches are as large as 3-17%. Cross-sectional HR-TEM shows that a lot of misfit dislocations are introduced in the films around film/substrate interfaces to reduce the mismatches. |
| キーワード(和) | Fe / Co / Ni / Fe-Co / Co-Ni / Ni-Co / 薄膜 / エピタキシャル成長 / 結晶構造 / 安定相 / 準安定相 |
| キーワード(英) | Fe / Co / Ni / Fe-Co / Co-Ni / Ni-Fe / thin film / epitaxial growth / crystal structure / stable phase / metastable phase |
| 資料番号 | MR2012-51 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MR |
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| 開催期間 | 2013/3/1(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Magnetic Recording (MR) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | (100)立方晶単結晶基板上にエピタキシャル成長した3d強磁性遷移金属薄膜の構造解析(光記録,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Structural Characterization of 3d Ferromagnetic Transition Metal Thin Films Epitaxially Grown on (100)-Oriented Cubic Single-Crystal Substrates |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | Fe / Fe |
| キーワード(2)（和/英） | Co / Co |
| キーワード(3)（和/英） | Ni / Ni |
| キーワード(4)（和/英） | Fe-Co / Fe-Co |
| キーワード(5)（和/英） | Co-Ni / Co-Ni |
| キーワード(6)（和/英） | Ni-Co / Ni-Fe |
| キーワード(7)（和/英） | 薄膜 / thin film |
| キーワード(8)（和/英） | エピタキシャル成長 / epitaxial growth |
| キーワード(9)（和/英） | 結晶構造 / crystal structure |
| キーワード(10)（和/英） | 安定相 / stable phase |
| キーワード(11)（和/英） | 準安定相 / metastable phase |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 大竹 充 / Mitsuru OHTAKE |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 中央大学理工学部 Faculty of Science and Engineering, Chuo University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 二本 正昭 / Masaaki FUTAMOTO |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 中央大学理工学部 Faculty of Science and Engineering, Chuo University |
| 発表年月日 | 2013-03-08 |
| 資料番号 | MR2012-51 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | 452 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |