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2019年5月10日

環境負荷が小さい磁性強誘電体

理研No. 07939

発明者

酒井英明、田口康二郎、十倉好紀（創発物性科学研究センター）

背景

ユビキタス情報社会の実現に向け、基盤となるメモリデバイスの高性能化・高密度化が求められています。強誘電体メモリは、自発電気分極の向きによりメモリを構成するため、省電力かつ高速動作可能なメモリとして期待されています。しかしながら、従来の代表的な強誘電体メモリ材料では、有害な元素や高価な元素が必要であるなどの問題がありました。

概要

有害な元素や高価な元素を含まず、従来の変位型強誘電体と同等の強誘電特性を示す強誘電体(Sr,Ba)MnO3を見出しました。また、分極の源となる変位を示すイオンが磁性を持っているため、磁場によって強誘電特性を制御することができる可能性があります。

磁性強誘電体の結晶構造の図

図1：磁性強誘電体(Sr,Ba)MnO3の結晶構造

利点

  • 有害元素を含まず、低環境負荷
  • 高価な元素を含まない強誘電体
  • 磁場による強誘電特性制御の可能性

応用

  • 強誘電体メモリ

文献情報

  • 1.特許第5846571号
  • 2.“Displacement-type ferroelectricity with off-center magnetic ions in perovskite Sr1-xBaxMnO3”, H. Sakai, J. Fujioka, T. Fukuda, D. Okuyama, D. Hashizume, F. Kagawa, H. Nakao, Y. Murakami, T. Arima, A. Q. R. Baron, Y. Taguchi, and Y. Tokura, Physical Review Letters, 23 September 2011, Vol.107, 137601-1 – 137601-5, DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.137601
  • 3.“Soft phonon mode coupled with antiferromagnetic order in incipient-ferroelectric Mott insulators Sr1-xBaxMnO3”, H. Sakai, J. Fujioka, T. Fukuda, M. S. Bahramy, D. Okuyama, R. Arita, T. Arima, A. Q. R. Baron, Y. Taguchi, and Y. Tokura, Phys. Rev. B, 1 September 2012, Vol.86, 104407-1 – 104407-11, DOI: 10.1103/PhysRevB.86.114407

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