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 ― LDFZ法の新展開 ― 先端機能結晶開発の最前線

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先端機能結晶の研究を通じて 材料の新たな価値を開拓します

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先端機能材料の開発は、結晶方位によって定まる特性を正確に調べるところから始まります。そのために必要な単結晶を育成する方法としてフローティング・ゾーン法(FZ法)という優れた技術があります。しかしながら、様々な材料を研究してきた中で万能とは言えませんでした。そこで、この技術に改良を加え、レーザ・ダイオード(LD)を加熱源にしたLDFZ法という画期的な方法を開発いたしました。内在していた問題を解決することによって、未開拓材料へのアプローチを可能にしました。単結晶はデバイスを作製するための基盤という意味でも重要です。

このホームページでは、LDFZ法に基づく成果を中心に最新の研究成果をご紹介いたします。「お問い合わせ」などを通じて皆様からのご意見・ご要望を承っております。何卒よろしくお願い申し上げます。

TOPICS

  • LDFZ法を用いることによりビスマスフェライトBiFeO3の大型結晶を育成することに、世界で初めて成功しました。電気絶縁性を高めて室温で十分に強誘電性を発揮できる技術も開発し、結晶の大型化と高絶縁性を同時に実現いたしました。そのような結晶を用いることにより、室温で巨大電気分極を確認し、帯磁率における不純物の効果を最小限に抑えることに成功しました。これにより室温で発現する電気・磁気効果を研究するための基盤が整いました。詳細は研究トピックス「室温マルチフェロイックス」をご覧ください。
  • ルビー(融点:約2000℃)の溶融実験を行い、新開発のLDFZ装置の性能をテストしました。LDによる集光性向上に伴って、ハロゲンランプ式FZ装置よりもはるかに小さな電力でルビーの溶融に成功し、2000℃に到達できることが明らかになりました。多大なエネルギーを消費する高温結晶育成において、LDFZ法はエネルギー効率の向上に貢献することが期待されます。詳細は研究トピックス「ルビー」をご覧ください。
  • LDFZ装置の開発に成功し、未開拓材料の結晶化と発現機能の解明に取り組んでおります。
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NEWS新着情報

2012年 9月10日
産総研オープンラボ(10月25-26日)において「I-45 レーザ集光加熱法による結晶製造技術」というタイトルでLDFZ法をご紹介いたします。ラボツアー(予約制)でLDFZ法結晶育成装置をご見学いただけます。
2012年 8月31日
日本物理学会2012年秋季大会(9月18-21日)において「マルチフェロイックス材料BiFeO3単結晶育成とその特性」というタイトルで招待講演を行います。その他に11件の研究成果を発表いたします。
2012年 8月 8日
中性子非弾性散乱による室温マルチフェロイック材料(※)BiFeO3の精密な磁気分散関係および精度の高い磁性パラメータに関する論文をPhysical Review Letters誌に発表いたしました。LDFZ法による大型結晶を用いることで、未解明な低エネルギー領域の高分解能測定が可能となり、初めて明瞭なギャップを観測しました。

(※)マルチフェロイック材料: 磁気秩序と強誘電秩序などの複数秩序が共存し、電場で磁性を制御したりできる可能性のある材料。BiFeO3は室温で機能を発現できる唯一の材料とされる。
2011年 9月21日
室温で発現するマルチフェロイック材料(※)であるBiFeO3の大型結晶作製に世界で初めて成功し、Crystal Growth & Design誌に発表いたしました。LDFZ法が威力を発揮しました。

(※)マルチフェロイック材料: 磁気秩序と強誘電秩序などの複数秩序が共存し、電場で磁性を制御したりできる可能性のある材料。BiFeO3は室温で機能を発現できる唯一の材料とされる。
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伊 藤 利 充

独立行政法人 産業技術総合研究所
電子光技術研究部門
強相関エレクトロニクスグループ