Effect of film thickness on structural and magnetic properties of single crystalline Ba(FeZr)O thin films on (001)SrTiO substrates

金谷 日出和*; 松井 利之*; 平尾 法恵; 山本 博之; 馬場 祐治; 久米 秀樹*; 岩瀬 彰宏*

Journal of Applied Physics, 107(9), p.09E312_1 - 09E312_3, 2010/05

https://doi.org/10.1063/1.3360208

パルスレーザー蒸着法により、(001)Sr基板表面に30nmから170nmの厚みを持つBa(FeZr)O(BFZO)を成長させ、その磁性と構造を調べた。X線回折及び透過型電子顕微鏡の結果から、薄膜はエピタキシャル成長しているものの、a軸方向の格子定数が100nm以上の厚みにわたって0.7%膨張していることがわかった。このBFZO薄膜は、室温において強磁性かつ誘電体的性質をもっているが、その磁性は、薄膜の厚みに依存し、100nm以上で、磁化(単位体積あたりの磁気モーメント)は、急激に減少する。X線光電子分光スペクトルの結果から、基板と膜の界面では、格子不整合によるストレスの結果、鉄の原子価は4価に近くなっているが、膜厚が増加すると4価の鉄が減少し、このため磁化が低下すると結論した。が増加すると4価の鉄が減少し、このため磁化が低下すると結論した。