Development of anion-doped oxide epitaxy

• Project/Area Number: 15H05424
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Thin film/Surface and interfacial physical properties
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Chikamatsu Akira 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40528048)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥24,960,000 (Direct Cost: ¥19,200,000、Indirect Cost: ¥5,760,000); Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2015: ¥21,320,000 (Direct Cost: ¥16,400,000、Indirect Cost: ¥4,920,000)
• Keywords: 複合アニオン / エピタキシャル薄膜 / 薄膜新材料 / 複合アニオン化合物薄膜 / エピタキシャル

Outline of Final Research Achievements

I developed new thin-film growth techniques of mixed-anion transition metal oxides by combining pulsed-laser deposition and topotactic synthesis methods. In this study, I succeeded in creating some new mixed-anion oxide films and mixed-anion oxide/oxide heterostructures by these methods. Anion-doping oxide epitaxy is an effective way to search for new functionalities and new phenomena in mixed-anion transition metal oxides.

Research Products

• [Journal Article] Ferromagnetism with strong magnetocrystalline anisotropy in A-site ordered perovskite YBaCo2O6 epitaxial thin film prepared via wet-chemical topotactic oxidation (2018)
  • Author(s): T. Katayama, A. Chikamatsu, Y. Hirose, M. Minohara, H. Kumigashira, I. Harayama, D. Sekibad, and T. Hasegawaa
  • Journal Title: J. Mater. Chem. C Volume: VOL. 6 Issue: 13 Pages: 3445-3450
  • DOI: 10.1039/c7tc05422j
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Topotactic fluorination of perovskite strontium ruthenate thin films using polyvinylidene fluoride (2017)
  • Author(s): K. Kawahara, A. Chikamatsu, T. Katayama, T. Onozuka, D. Ogawa, K. Morikawa, E. Ikenaga, Y. Hirose, I. Harayama, D. Sekiba, T. Fukumura, and T. Hasegawa
  • Journal Title: CrystEngComm Volume: 19 Issue: 2 Pages: 313-317
  • DOI: 10.1039/c6ce02358d
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] First-Principles Calculations on the Crystal/Electronic Structure and Phase Stability of H-Doped SrFeO2 (2017)
  • Author(s): Yuji Kurauchi, Hideyuki Kamisaka, Tsukasa Katayama, Akira Chikamatsu, and Tetsuya Hasegawa
  • Journal Title: J. Phys. Chem. C Volume: 121 Issue: 13 Pages: 7478-7484
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b12863
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Reversible Changes in Resistance of Perovskite Nickelate NdNiO3 Thin Films Induced by Fluorine Substitution (2017)
  • Author(s): Tomoya Onozuka, Akira Chikamatsu, Tsukasa Katayama, Yasushi Hirose, Isao Harayama, Daiichiro Sekiba, Eiji Ikenaga, Makoto Minohara, Hiroshi Kumigashira, and Tetsuya Hasegawa
  • Journal Title: ACS Appl. Mater. Interfaces Volume: 9 Issue: 12 Pages: 10882-10887
  • DOI: 10.1021/acsami.7b00855
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Formation of defect-fluorite structured NdNiOxHy epitaxial thin films via a soft chemical route from NdNiO3 precursors (2016)
  • Author(s): T. Onozuka, A. Chikamatsu, T. Katayama, T. Fukumura, and T. Hasegawa
  • Journal Title: Dalton Trans. Volume: 45 Issue: 30 Pages: 12114-12118
  • DOI: 10.1039/c6dt01737a
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Epitaxial growth and electronic structure of oxyhydride SrVO2H thin films (2016)
  • Author(s): T. Katayama, A. Chikamatsu, K. Yamada, K. Shigematsu, T. Onozuka, M. Minohara, H. Kumigashira, E. Ikenaga, and T. Hasegawa
  • Journal Title: J. Appl. Phys. Volume: 120 Issue: 8 Pages: 085305-085305
  • DOI: 10.1063/1.4961446
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experimental and theoretical investigation of electronic structure of SrFeO3-xFx epitaxial thin films prepared via topotactic reaction (2016)
  • Author(s): T. Katayama, A. Chikamatsu, H. Kamisaka, H. Kumigashira, and T. Hasegawa
  • Journal Title: Appl. Phys. Express Volume: 9 Issue: 2 Pages: 025801-1
  • DOI: 10.7567/apex.9.025801
  • NAID: 210000137799
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Topotactic reductive synthesis of A-site cation-ordered perovskite YBaCo2Ox ( x = 4.5-5.5) epitaxial thin films (2016)
  • Author(s): T. Katayama, A. Chikamatsu, T. Fukumura, T. Hasegawa
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 55 Issue: 4S Pages: 04EJ05-04EJ05
  • DOI: 10.7567/jjap.55.04ej05
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Topotactic synthesis of strontium cobalt oxyhydride thin film with perovskite structure (2015)
  • Author(s): T. Katayama, A. Chikamatsu, H. Kamisaka, Y. Yokoyama, Y. Hirata, H. Wadati, T. Fukumura, T. Hasegawa
  • Journal Title: AIP Advances Volume: 5 Issue: 10 Pages: 107147-1
  • DOI: 10.1063/1.4935190
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Topotactic reductive fluorination of strontium cobalt oxide epitaxial thin films (2015)
  • Author(s): 片山司、近松彰、広瀬靖、福村知昭、長谷川哲也
  • Journal Title: Journal of Sol-Gel Science and Technology Volume: 73 Issue: 3 Pages: 527-530
  • DOI: 10.1007/s10971-014-3499-x
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 層状ペロブスカイト型酸フッ化物Sr2RuO3F2薄膜の物性と電子状態 (2018)
  • Author(s): 近松 彰、倉内 裕史、小野塚 智也、簔原 誠人、組頭 広志、池永 英司、長谷川 哲也
  • Organizer: 第56回セラミックス基礎科学討論会
• [Presentation] ニッケル酸フッ化物NdNiO3-xFxの第一原理計算 (2018)
  • Author(s): 倉内 裕史、近松 彰、長谷川 哲也
  • Organizer: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] フッ化物イオン挿入によるLa1.85Sr0.15CuO4-δ薄膜の超伝導転移温度変調 (2018)
  • Author(s): 山田 邦、近松 彰、小野塚 智也、丸山 敬裕、石上 亮介、長谷川 哲也
  • Organizer: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] Topotactic synthesis of mixed-anion oxide epitaxial thin films (2017)
  • Author(s): Akira Chikamatsu, Tetsuya Hasegawa
  • Organizer: 4th International Conference on Physical and Theoretical Chemistry
  • Place of Presentation: Crowne Plaza Dublin Airport (Dublin, Ireland)
  • Year and Date: 2017-09-18
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ポリフッ化ビニリデンを用いたSrCeO3薄膜の還元的フッ素化反応 (2017)
  • Author(s): 椎名 孝明、近松 彰、簔原 誠人、組頭 広志、長谷川 哲也
  • Organizer: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 層状ルテニウム酸フッ化物Sr2RuO3F2の第一原理計算 (2017)
  • Author(s): 倉内 裕史、神坂 英幸、近松 彰、長谷川 哲也
  • Organizer: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] トポタクティックフッ素導入/酸素アニールによるNdNiO3薄膜の可逆的抵抗制御 (2017)
  • Author(s): 小野塚 智也、近松 彰、片山 司、廣瀬 靖、原山 勲、関場 大一郎、池永 英司、簔原 誠人、組頭 広志、長谷川 哲也
  • Organizer: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] SrTiO3, KTaO3基板上に作製したEuNbO3薄膜の巨大な正の磁気抵抗 (2017)
  • Author(s): 丸山 敬裕、近松 彰、小野塚 智也、山田 佳補、長谷川 哲也
  • Organizer: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] パルスレーザー堆積法により作製したEuNbO3薄膜の物性評価 (2017)
  • Author(s): 丸山 敬裕、近松 彰、小野塚 智也、山田 佳補、長谷川 哲也
  • Organizer: 第8回低温センター研究交流会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2017-02-23
• [Presentation] Topotactic synthesis of strontium vanadium oxyhydride epitaxial thin films (2017)
  • Author(s): A. Chikamatsu, T. Katayama, K. Yamada, K. Shigematsu, T. Onozuka, M. Minohara, H. Kumigashira, E. Ikenaga, and T. Hasegawa
  • Organizer: The 18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design
  • Place of Presentation: 沖縄自治会館（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2017-02-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Topotactic synthesis of mixed-anion oxide epitaxial thin films (2017)
  • Author(s): Akira Chikamatsu and Tetsuya Hasegawa
  • Organizer: 4th International Conference on Physical and Theoretical Chemistry
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 新規層状ペロブスカイト型酸フッ化物Sr2RuO3F2薄膜のトポタクティック合成 (2016)
  • Author(s): 近松 彰、河原 佳祐、片山 司、小野塚 智也、小川 大輔、森河 和雄、原山 勲、関場 大一郎、池永 英司、廣瀬 靖、福村 知昭、長谷川 哲也
  • Organizer: 第10回物性科学領域横断研究会
  • Place of Presentation: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2016-12-09
• [Presentation] ルチル型ReO2エピタキシャル薄膜の合成及び特性評価 (2016)
  • Author(s): 柴田 峻佑、廣瀬 靖、重松 圭、中尾 祥一郎、近松 彰、池永 英司、長谷川 哲也
  • Organizer: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] 水素化カルシウムを用いたSrRu0.5Cr0.5O3薄膜の還元反応 (2016)
  • Author(s): 山田 佳補、近松 彰、重松 圭、簔原 誠人、組頭 広志、池永 英司、長谷川 哲也
  • Organizer: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] パルスレーザー堆積法によるEuNbO3薄膜の合成と物性評価 (2016)
  • Author(s): 丸山 敬裕、近松 彰、小野塚 智也、山田 佳補、長谷川 哲也
  • Organizer: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] トポタクティックフッ素化反応を用いた鉄酸フッ化物／ルテニウム酸化物へテロ構造の作製 (2016)
  • Author(s): 鈴木 雄介、近松 彰、小野塚 智也、長谷川 哲也
  • Organizer: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] 新規層状ペロブスカイト型酸フッ化物Sr2RuO4-xF2x薄膜の電子状態 (2016)
  • Author(s): 近松 彰、河原 佳祐、小野塚 智也、簔原 誠人、組頭 広志、池永 英司、長谷川 哲也
  • Organizer: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] Aサイト秩序型ペロブスカイト構造YBaCo2O6薄膜の合成と巨大磁気異方性、及びスピン状態遷移の観測 (2016)
  • Author(s): 片山 司、近松 彰、廣瀬 靖、簔原 誠人、組頭 広志、原山 勲、関場 大一郎、長谷川 哲也
  • Organizer: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2016-09-13
• [Presentation] トポタクティック反応を用いた複合アニオン酸化物エピタキシー (2016)
  • Author(s): 近松 彰
  • Organizer: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2016-03-19
  • Invited
• [Presentation] ドメイン構造と酸素量の変調によるLaCuOx薄膜の輸送特性制御 (2016)
  • Author(s): 小野塚 智也、近松 彰、廣瀬 靖、長谷川 哲也
  • Organizer: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] Large perpendicular magnetic anisotropy in noble metal-free manganese nitride epitaxial thin film (2015)
  • Author(s): Akira Chikamatsu, Xi Shen, Kei Shigematsu, Yasushi Hirose, Tomoteru Fukumura, Tetsuya Hasegawa
  • Organizer: Pacifichem 2015
  • Place of Presentation: Honolulu (the USA)
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Structural chemistry and physical properties of fluorine-substituted perovskite nickelate NdNiO3-xFx thin films (2015)
  • Author(s): Tomoya Onozuka, Akira Chikamatsu, Tsukasa Katayama, Tomoteru Fukumura, Tetsuya Hasegawa
  • Organizer: Pacifichem 2015
  • Place of Presentation: Honolulu (the USA)
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Topotactic fluorination of perovskite-type strontium ruthenate thin films using polyvinylidene fluoride (2015)
  • Author(s): Keisuke Kawahara, Akira Chikamatsu, Tsukasa Katayama, Tomoya Onozuka, Tomoteru Fukumura, Tetsuya Hasegawa
  • Organizer: Pacifichem 2015
  • Place of Presentation: Honolulu (the USA)
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Topotactic Reductive Synthesis of A-site Cation-Ordered Perovskite YBaCo2Ox (x = 4.5－5.5) Epitaxial Films (2015)
  • Author(s): Tsukasa Katayama, Akira Chikamatsu, Tomoteru Fukumura, and Tetsuya Hasegawa
  • Organizer: 2015 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-09-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Topotactic reactions of strontium cobalt oxide thin films with metal hydride (2015)
  • Author(s): Tsukasa Katayama, Akira Chikamatsu, H. Kamisaka, Tomoteru Fukumura, and Tetsuya Hasegawa
  • Organizer: E-MRS 2015 Fall meeting
  • Place of Presentation: Warsaw (Poland)
  • Year and Date: 2015-09-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 水素ドープSrFeO2における、ドープサイトと金属伝導性の関係についての第一原理計算 (2015)
  • Author(s): 倉内 裕史、神坂 英幸、片山 司、近松 彰、長谷川 哲也
  • Organizer: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-09-13
• [Presentation] 秩序相SrRu0.5Cr0.5O3エピタキシャル薄膜の作製および電子状態評価 (2015)
  • Author(s): 山田 佳補、近松 彰、重松 圭、簑原 誠人、組頭 広志、長谷川 哲也
  • Organizer: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-09-13
• [Presentation] 低温トポタクティック合成で作製したNdNi(O,F)3薄膜の構造と物性 (2015)
  • Author(s): 小野塚 智也、近松 彰、片山 司、福村 知昭、長谷川 哲也
  • Organizer: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-09-13
• [Presentation] トポタクティック合成法によるカチオン規則配列した蛍石構造Ba0.5Bi0.5F2.5薄膜の作製 (2015)
  • Author(s): 河原 佳祐、近松 彰、片山 司、小野塚 智也、長谷川 哲也
  • Organizer: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-09-13
• [Presentation] BiとSnを含む有機無機ペロブスカイト化合物の光学特性 (2015)
  • Author(s): 寒竹 亮太、近松 彰、長谷川 哲也
  • Organizer: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-09-13
• [Presentation] Sr2MgMoO6－δ/KTaO3 (100)における金属的電気伝導 (2015)
  • Author(s): 重松 圭、中尾 祥一郎、近松 彰、廣瀬 靖、長谷川 哲也
  • Organizer: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-09-13