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Electronic and local structures of BiFeO$$_3$$ films

ビスマスフェライト薄膜の電子構造と局所構造

米田 安宏   ; 坂本 渉*

Yoneda, Yasuhiro; Sakamoto, Wataru*

ビスマスフェライト(BFO)とチタン酸鉛とBFOの混晶(BFO-PT)、及びMnをドープしたBFO-PT(BFM-PT)の薄膜をsol-gel法で作成し、XAFSを用いて電子構造と局所構造を調べた。XAFS測定と同じサンプルでリーク特性を評価したところ、BサイトイオンであるFeの吸収端の位置がリーク特性の変化とともに変化していることがわかった。リーク特性は分極測定の際、印加可能な外部電場の大きさを決めることから、強誘電体の分極特性がBサイトイオンの電子構造と関連していることがわかった。また、BFO-PTとBFM-PTの吸収端測定の方向が逆であることから、2価のMnと4価Tiで置き換えられることによってBサイトの3価Feの電子状態をコントロールできることが示された。

The electric structure of BiFeO$$_3$$ (BFO), BiFeO$$_3$$-PbTiO$$_3$$ solid solution (BFO-PT), and Mn-doped BFO-PT (BFM-PT) films fabricated by chemical solution deposition were investigated by X-ray absorption fine structure (XAFS). The valence fluctuation of iron atoms was closely connected with the leakage current properties. The charge fluctuated BFO film showed leaky feature, and the charge ordered BFO-PT and BFM-PT films were improved leakage current property. The valence fluctuation of iron atoms can be controlled by Mn$$^{2+}$$ and Ti$$^{4+}$$ substitutions.

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分野:Physics, Condensed Matter

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