| Project/Area Number |
22K18972
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 遷移金属酸化物 / 2次元層状物質 / 六方晶窒化ホウ素 / 金属-絶縁体相転移 / 酸化バナジウム / 薄膜結晶成長 / パルスレーザ蒸着法 |
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| Outline of Research at the Start |
遷移金属酸化物は金属-絶縁体相転移、強磁性、超伝導性など多彩な物性を示し、種々の新奇デバイス応用が期待されている。その表面に非常に弱いファンデルワールス結合のみ存在する2次元層状物質は、結晶構造・格子定数の違いによらず薄膜結晶成長が可能となる【ユニバーサル基板】となりうることを実証し、フレキシブルデバイス応用の可能性を示す。具体的には、六方晶窒化ホウ素上へのパルスレーザ蒸着法による遷移金属薄膜結晶の成長と物性評価、透過型電子顕微鏡による断面界面格子像の観察、第一原理計算による界面電子状態のシミュレーション、フレキシブルデバイス材料としてのデモンストレーションを行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
The growth of functional oxide thin films on two-dimensional layered materials with van der Waals interactions can open their possibility of broadening the device applications. We report the growth of VO2, Fe3O4, NdNiO3 thin films on hexagonal boron nitride (hBN) flakes, and realization of good metal-insulator
transition property of these thin films. Our results can offer 【universal substrate】on which various kind of functional oxides could be crystalized beyond lattice mismatch.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、hBNフレーク上で3種類の異なる酸化物材料の薄膜成長とスイッチング特性評価からhBNのユニバーサル基板としての検討を行い、さらに転写によるフレキシブル素子展開の可能性を示した。遷移金属酸化物は金属-絶縁体相転移、強磁性、強誘電性、超伝導性など多彩な物性を示し、種々のデバイス応用が期待されている。2 次元層状物質の表面は、非常に束縛が弱く、異種物質の結晶構造・格子定数の違いによらず良質な結晶成長が可能となる新規合成場となり、異種物質の一層の高機能物性を引き出せると期待され、また２次元層状物質の特性より、その複合材料も新規なフレキシブルエレクトロニクス材料としての展開が期待される。
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