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コバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法、コバルトドープ二酸化チタン膜、及び多層膜構造

国内特許コード P05P003075
整理番号 U2003P306
掲載日 2005年8月12日
出願番号 特願2004-015502
公開番号 特開2005-206890
登録番号 特許第3944584号
出願日 平成16年1月23日(2004.1.23)
公開日 平成17年8月4日(2005.8.4)
登録日 平成19年4月20日(2007.4.20)
発明者
  • 川崎 雅司
  • 福村 知昭
  • 大友 明
  • 豊崎 秀海
  • 山田 康博
  • 大野 英男
  • 松倉 文▲ひろ▼
出願人
  • 学校法人東北大学
発明の名称 コバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法、コバルトドープ二酸化チタン膜、及び多層膜構造
発明の概要

【課題】表面が原子レベルで平坦であって結晶性に優れ、強磁性的性質を自在に制御することができるコバルトドープ二酸化チタン膜を提供する。
【解決手段】基板11上に、二酸化チタン膜12を形成する。次いで、二酸化チタン膜12上にコバルトをドープした二酸化チタン膜13を形成する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


コバルトを添加した二酸化チタンは室温で強磁性を示す半導体材料として注目されている。例えば、特開2002-145622号公報においては、単結晶基板上に、レーザアブレーション法などを用いることによって、コバルトドープ二酸化チタン膜をエピタキシャル成長させることが記載されている。



しかしながら、このような技術によってコバルトドープ二酸化チタン膜を形成しても、その表面を原子レベルで平坦にすることはできず、結晶性についても十分なものが得られていないのが現状である。また、そのキャリア濃度を制御することができず、その結果、その強磁性的性質の発現及び制御を自在に行うことができず、前記コバルトドープ二酸化チタン膜を実用的なエレクトロニクスデバイスへ適用することは未だ実現することができないでいた。

産業上の利用分野


本発明は、コバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法、コバルトドープ二酸化チタン膜、及び多層膜構造に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
所定の基板を準備する工程と、
前記基板上に、二酸化チタン膜を形成する工程と、
前記二酸化チタン膜上にコバルトをドープした二酸化チタン膜を形成する工程と、
を具えることを特徴とする、コバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項2】
前記二酸化チタン膜は、300℃~500℃の温度で形成することを特徴とする、請求項1に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項3】
前記二酸化チタン膜の厚さが5nm~100nmであることを特徴とする、請求項1又は2に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項4】
前記二酸化チタン膜を減圧雰囲気中でアニール処理する工程を具えることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項5】
前記アニール処理は500℃~1000℃の温度で行うことを特徴とする、請求項4に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項6】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜は、300℃~500℃の温度で形成することを特徴とする、請求項1~5のいずれか一に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項7】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜は、原子レベルの表面平坦性を有することを特徴とする、請求項1~6のいずれか一に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項8】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜中の酸素欠損量を制御することにより、前記コバルトドープ二酸化チタン膜中のキャリア濃度を制御することを特徴とする、請求項1~7のいずれか一に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項9】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜は、そのキャリア濃度に依存した強磁性を呈することを特徴とする、請求項8に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項10】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜は、そのキャリア濃度に依存した磁気光学効果を呈することを特徴とする、請求項9に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項11】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜は、そのキャリア濃度に依存した異常ホール効果を呈することを特徴とする、請求項9に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項12】
前記基板はサファイア基板であることを特徴とする、請求項1~11のいずれか一に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜の作製方法。

【請求項13】
原子レベルの表面平坦性を有することを特徴とする、コバルトドープ二酸化チタン膜。

【請求項14】
キャリア濃度に依存した強磁性を呈することを特徴とする、コバルトドープ二酸化チタン膜。

【請求項15】
キャリア濃度に依存した磁気光学効果を呈することを特徴とする、請求項14に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜。

【請求項16】
キャリア濃度に依存した異常ホール効果を呈することを特徴とする、請求項14に記載のコバルトドープ二酸化チタン膜。

【請求項17】
所定の基板と、
前記基板上に形成された二酸化チタン膜と、
前記二酸化チタン膜上に形成されたコバルトドープの二酸化チタン膜と、
を具えることを特徴とする、多層膜構造。

【請求項18】
前記二酸化チタン膜の厚さが5nm~100nmであることを特徴とする、請求項17に記載の多層膜構造。

【請求項19】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜は、原子レベルの表面平坦性を有することを特徴とする、請求項17又は18に記載の多層膜構造。

【請求項20】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜は、そのキャリア濃度に依存した強磁性を呈することを特徴とする、請求項17~19のいずれか一に記載の多層膜構造。

【請求項21】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜は、そのキャリア濃度に依存した磁気光学効果を呈することを特徴とする、請求項20に記載の多層膜構造。

【請求項22】
前記コバルトドープ二酸化チタン膜は、そのキャリア濃度に依存した異常ホール効果を呈することを特徴とする、請求項20に記載の多層膜構造。

【請求項23】
前記基板はサファイア基板であることを特徴とする、請求項17~22のいずれか一に記載の多層膜構造。
産業区分
  • 表面処理
  • 無機化合物
  • 磁性材料
  • 電子部品
  • 電子応用機器
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004015502thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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