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軟X線分光による時間・空間分解した遷移金属酸化物薄膜の磁性

Research Project

Project/Area Number 17F17327
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionUniversity of Hyogo (2019)
The University of Tokyo (2017-2018)

Principal Investigator

和達 大樹  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (00579972)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ZHANG YUJUN  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-11-10 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords空間時間分解 / シンクロトロンX線 / ペロブスカイト酸化物 / 薄膜 / X線磁気円二色性 / シンクロトロン / 電圧印加 / 酸化物 / ペロブスカイト / 抵抗変化 / Beyond CMOS
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、放射光X線による遷移金属酸化物薄膜の研究、特にその空間と時間を分解した測定の実現である。空間分解測定では薄膜の界面の電子状態の観測、時間分解測定では薄膜の表面界面の電子の軌道やスピン状態のレーザーによる制御を行う。そして、ナノメートルとフェムト秒のスケールで新しい物性を見つけることを目指す。
今年度具体的に得られた結果は下記のものである。ペロブスカイト酸化物をBeyond CMOS材料の一つとして利用するために、SrRhO3薄膜/SrTiO3基板の特性に注目した。ペロブスカイト型のSrRhO3は、電子相関がほどほどに強い金属としてふるまう。このSrRhO3薄膜を硬X線光電子法で研究した。フェルミレベルで非常に小さい状態密度が見られた。これは、報告されている電気伝導性の挙動と一致している。電子状態計算によると、薄膜はバルクより強い相関効果を示すが、相関効果は小さな状態密度を説明するほど十分ではないという新たな問題も明らかになった。また、小さな状態密度が約100Kでの反強磁性転移では変化しないことも未解明である。
この結果は、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形の観測につながるものである。これまで研究した(La1-xSrx)VO3/Si界面、SrIrO3/LaMnO3接合と同様にSrRhO3薄膜/SrTiO3基板では、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形が大きいと期待できる。特に電圧パルスを用いることで、電圧印加による金属化と格子変形のダイナミクスを時間分解で観測する展望が開けた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Photoemission and dynamical mean field theory study of electronic correlations in a t2g5 metal SrRhO3 thin film2020

    • Author(s)
      Zhang Yujun、Kim Minjae、Mravlje Jernej、Sohn Changhee、Choi Yongseong、Strempfer Joerg、Hotta Yasushi、Yasui Akira、Nichols John、Lee Ho Nyung、Wadati Hiroki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Issue: 8

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.085134

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] GdBaCo2O5.5薄膜で観測された光誘起強磁性2020

    • Author(s)
      和達大樹
    • Organizer
      第33回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] GdBaCo2O5.5薄膜で観測された光誘起強磁性-反強磁性転移2020

    • Author(s)
      和達大樹
    • Organizer
      日本物理学会 第75回年次大会(2020年)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of Ferroelectric Photovoltaic Effect in BiFeO3/(La,Sr)MnO3 Heterostructures by Time-resolved X-ray Magnetic Circular Dichroism2019

    • Author(s)
      Yujun Zhang
    • Organizer
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] GdBaCo2O5.5 薄膜で観測された光誘起強磁性-反強磁性転移2019

    • Author(s)
      和達大樹
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Systematic Electronic Structure Investigation of La1-xSrxVO3 Thin Films by Resonant Hard X-ray Photoemission Spectroscopy2019

    • Author(s)
      Yujun Zhang
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会(2019年)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of Ir magnetism in LaMnO3/SrIrO3 superlattices by hard X-ray magnetic circular dichroism2019

    • Author(s)
      Yujun Zhang
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of Ferroelectric Photovoltaic Effect in BiFeO3/(La,Sr)MnO3 Heterostructures by Time-resolved X-ray Magnetic Circular Dichroism2019

    • Author(s)
      Yujun Zhang
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of Ir magnetism in LaMnO3/SrIrO3 superlattices by hard x-ray magnetic circular dichroism2019

    • Author(s)
      Yujun Zhang
    • Organizer
      Topological Phases and Functionality of Correlated Electron Systems 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of Ir magnetism in LaMnO3/SrIrO3 superlattices by hard X-ray magnetic circular dichroism2018

    • Author(s)
      Yujun Zhang
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2017-11-13   Modified: 2024-03-26  

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