Research
(研究内容)
◇ 専門分野
） 磁性薄膜材料、磁性半導体、Ｘ線磁性解析、蛍光体、シリコン窒化膜、半導体デバイス内の欠陥状態解析（電子スピン共鳴）
◇ 研究テーマ
  1. Ｘ線領域磁気円二色性・磁気散乱法による磁性材料評価
  2. 希土類元素／遷移金属元素多層膜の構造と磁性
  3. 希薄元素ドーピング半導体中の磁気スピンと光特性に関する研究
  4. ナノ周期パタンド・ストラクチャーの作製と評価
  5. Eu賦活蛍光体における構造と発光特性
  6. 半導体デバイス中の界面状態ならびに欠陥解析と耐圧特性の関係
    など

図 1 人間の目に優しい色合いの発光波長特性を持つ白色LEDのための三原色蛍光体についてのＸ線構造解析の結果。


図 2 Euの周りの電子雲が5d軌道の準位を下げる結果、発光波長に影響を及ぼします。

詳細はこちらをご覧ください → ◆PDF

図 3 磁性半導体超格子GaAsGd/GaAsの断面TEM像。 右下図の高分解能像では整列した原子格子像が見られ、エピタキシャルに成長している様子が伺えます。 ところどころにGaAsマトリクス特有の<111>転位が見られます。

図 4 サンプル作製に使用するMBE装置。 III-V族化合物半導体の結晶成長に加え、磁性金属元素(希土類元素と遷移金属元素)の同時蒸着が可能となっています。 希土類元素の分子線供給には耐高温Kセルを使用します。


図 3 反射型高エネルギー電子線回折(RHEED)を用い、サンプル成長中のその場観察を行うことで結晶性の確認を行います。 (クリックによりムービーが見れます。成長中は基板を回転しているため、像が横に流れますが、 対称性の良い結晶方位と電子線とが重なったときに回折パタンと菊池線が輝きます。)
◇ 実験技術 （試料作製・評価）
  1. 半導体超格子・磁性半導体・磁性多層金属膜の作製
    • 分子線エピタキシー(MBE)法による超高真空蒸着成膜
    • スパッタリング蒸着法、電子線(EB)蒸着法
  2. バルク合金・結晶試料の作製
    • 高周波溶解、アークプラズマ溶融溶解
    • 大気圧低温プラズマ処理
    • 真空封入熱処理
  3. 磁気特性・電気特性評価
    • 振動試料磁力計(VSM)、交流勾配磁力計(AGM)
    • 超伝導量子干渉磁束計(SQUID、MPMS)
    • 磁気モーメント配向シミュレーション(MSEG)
  4. 顕微手法による構造評価
    • 電子線顕微鏡(TEM,SEM)、蛍光エネルギー分散法マッピング(EDS)
    • 原子間力顕微鏡(AFM), 走査トンネル顕微鏡(STM), 磁気力顕微鏡(MFM)
  5. Ｘ線による評価
    • 高分解能Ｘ線回折(HR-XRD)、Ｘ線反射率法 (XR)
    • 超格子シミュレーション・プログラムXDによる解析
    • Ｘ線光電子分光 (XPS)
  6. 放射光解析手段
    • 構造解析：EXAFS, XAS, XRD
    • 磁性解析：MCD, Magnetic Diffraction, Magnetic Compton Scattering
    ほか

図 4 (左上) MBE成長中のチャンバー内部の様子。 (左下) PCによる成長制御。
(右) チャンバー外観図。液体窒素を流すことでチャンバー全体を冷却します。
◇ 主要著書・論文等
  1. Fabrication of Transparent Antifouling Thin Films with Fractal Structure by Atmospheric Pressure Cold Plasma Deposition, Langmuir 28 (2012) pp 17761
  2. Fabrication of Al doped ZnO films using atmospheric pressure cold plasma, Thin Solid Films 522 (2012) 324
  3. Molecular vibrational dynamics in polyvinyl alcohol studied by femtosecond coherent Anti-Stokes Raman spectroscopy, Chem. Phys. Lett. 553 (2012) 26
  4. Magnetization Dynamics in Vortex-Imprinted Ni80Fe20/Ir20Mn80 Square Elements, IEEE Magnetic Letters 3 (2012) 3500204
  5. Structure and magnetic hysteresis of Gd/Fe multilayers patterned into periodic line patterns, Trans. Mater. Res. Soc. Jpn 37 (2012) 197
  6. Electrical and Optical Properties of GaNAs/GaAs MQW p-i-n Junctions, Trans. Mater. Res. Soc. Jpn 37 (2012) 193
  7. Fracture Behavior Transition by change of Strain Rate in Dislocation-induced Si Steels, Materials Science Forum 706-709 (2012) pp 2187
  8. Measurement of a Pauli and Orbital Paramagnetic State in Bulk Gold Using X-Ray Magnetic Circular Dichroism Spectroscopy, Phys Rev Lett, 108 (2012) 047201
  9. Electron Spin Resonance Observation of Bias-Temperature Stress-Induced Interface Defects at NO/N2O-Annealed Chemical-Vapor-Deposition SiO2 / (100) p-Si Substrates, Jpn. J. Appl. Phys. 50 (2011) 114101
  10. Effects of Mg doping on optical and electrical properties of GaNAs multiple quantum wells, Physica Status Solidi (c) 8 (2011) 420
  11. Incoherent interaction of propagating spin waves with precessing magnetic moments, Physical Review B, 81 (2010) 092404
  12. SiO2誘電体ターゲットの高周波マグネトロンスパッタリングにおける２重円環状侵食パターンの形成および均一性の検討, 精密工学会誌, 76巻, 2号 (2010) 178
  13. Dependence of Al concentration on Al Doped ZnO Films Prepared by Using Atmospheric Pressure Cold Plasma, Frontier of Applied Plasma Technology, 3, 1, (2010) pp.23
  14. Enhancement and suppression of THz emission by Fabry-Perot cavity structure with a nonlinear optical crystal, Applied Optics, 48, 36 (2009) 6934
  15. Double circular erosion patterns on dielectric target in magnetron sputtering, Review of Scientific Instruments 80 (2009) 104704
  16. Structure and magnetic properties of Gd/Fe layers grown by MBE, J. Crystal Growth 311 (2009) 2143
  17. The effects of GaAs interval layer on GaNAs/GaAs superlattice structure grown by RF-MBE using modulated N radical beam sequence, Physica Status Solidi (c)5 (2008) 2750
  18. MBE Growth of Diluted Magnetic Semiconductor Gadolinium-doped GaAs, Trans. Mater. Res. Soc. Jpn 33 (2008) 299
  19. Optimization of Well Width and N Content for Optical Properties of GaNAs/GaAs Multiple Quantum Well Grown by RF-Molecular Beam Epitaxy, Jpn. J. Appl. Phys. 47 (2008) 2991
  20. Slow dephasing and local field effects of exciton-biexciton transition in β-ZnP2 detected by femtosecond degenerate four-wave mixing, J. Luminescence 124 (2007) 321
  21. Structural and optical studies of (AlAs)m/(GaAs)n type-I ultra short-period superlattices with fractional monolayer, J. Crystal Growth 301 (2007) 168
  22. GaNAs/GaAs multiple quantum well grown by modulated N radical beam sequence of RF-MBE: Effect of growth interruption, J. Crystal Growth 301 (2007) 583
  23. Transmission Spectra of Terahertz Region Hybrid One-Dimensional Photonic Crystals, AIP conf. proc. 902 (2007) 79
  24. Development of an Ultra-Thin 100 μm Diametrical Coaxial Cable using a Coating Technique, Proc. 11th Int. Conf. Precision Engineering (2006) 339
  25. Growth of GaNAs/GaAs multiple quantum well by molecular beam epitaxy using modulated N radical beam source, Jpn. J. Appl. Phys. 45 (2006) 3540
  26. Ultrafast exciton dynamics in (AlAs)0.3/(GaAs)0.7 ultrashort-period superlattice, Jpn. J. Appl. Phys. 45 (2006) 3652
  27. Structural Analyses of Fractional Monolayer (GaAs)m/(AlAs)n Superlattices by X-ray Resonant/Off-Resonant Scattering, J. Appl. Phys. 45 (2006) 3548
  28. Hard X-ray Photoelectron Emission Microscopy as Tool for Studying Buried Layers, Jpn. J. Appl. Phys. 45 (2006) 1886
  29. Depth profile of spin and orbital magnetic moments in a subnanometer Pt film on Co, Phys. Rev. B 72 (2005) 054430
  30. 100μm-Diametrical Thin Coaxial Cable for Elecctronics and Mechatronics in Upcoming Information Society, Proc. 2004 Int. Sympo. Micro-NanoMechatronics Human Sci. Jpn, (2004) 109
  31. Direct Observation of Ferromagnetic Spin Polarization in Gold Nanoparticles, Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 116801
  32. Temperature Dependence of X-ray Magnetic Circular Dichroism in Rare Earth Iron Garnets (Rare Earth = Gd, Dy and Sm), Physica Scripta T115 (2004) 616
  33. X-ray magnetic circular dichroism study of gold nanoparticles protected by polymer, J. Magn. Magn. Mater. 272 (2004) e1183
  34. Temperature Dependence of the Rare-Earth Sublattice Magnetic Moments in R3Fe5O12 (R=Sm, Gd, and Dy） investigated by X-ray Magnetic Circular Dichroism, Tran. Mater. Res. Soc. Jpn, 29 (2004) 1501
  35. Lifetime-broadening-suppressed/free XANES spectroscopy by high-resolution resonant inelastic x-ray scattering, Phys. Rev. B 68 (2003) 045122
  36. Magnetic Compton profiles of DyCo4B and DyCo3B2, J. Phys. IV France 104 (2003) 503
  37. Orbital and spin moments in SmFe2 studied by means of white-x-ray magnetic diffraction, J. Phys. Condens. Matter, 14 (2002) 9525
  38. Temperature Dependence of Magnetic Compoton Profile in DyCo5, Material Research Society Symp. Proc. 658 (2000) GG5.10
  39. X-ray Magnetic Bragg Scattering of SmFe2, Jpn. J. Appl. Phys. 38 (1999) Suppl. 38-1, 440
    ほか




Miyagawa lab, AMS, Facl.Eng., Kagawa Univ.
2217-20 Hayashi-cho, Takamatsu, JAPAN