2017 Fiscal Year Annual Research Report
Oscillatory structure with a frequency of THz range using ferroelectric polarization and the enhancement by electric field
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16K14235
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
藤村 紀文 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50199361)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 強相関係物質 / 強誘電体 / THz発振 / 光誘起電流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・超高密度のターゲットの作製、２元ターゲットをプラズマの発光分析を用いて制御する等の方法で化学量組成の薄膜形成が困難であるYbFe2O4薄膜の低温エピタキシャル成長を可能にした。得られた高品質薄膜を用いて、電気伝導特性とその温度依存性、光吸収および光伝導の波長・光照射時間・温度依存性に関して詳細な検討を行った。特に，広い波長範囲で吸収が確認され、電気伝導特性は単結晶と同程度であり、非化学両論組成の薄膜の物性との比較が可能になった。組成の異なる薄膜試料のI-V特性を評価によって、Fe組成の増加に伴って非線形応答を示す閾値電界強度Ethは減少することを明らかにした。また、比抵抗の温度依存性から、ネール点を示すと考えられる変曲点はFe組成の増加に伴って線形的に上昇することを明らかにした。MR測定から、正のMRから負のMRに変化する温度もFe組成の増加に伴って、上昇することを明らかにした。MR測定結果はスピン散乱モデルで説明が可能であった。このようなMRの起源からMRが正から負へ変化する温度は、スピン秩序形成の前駆的現象であると示唆される。
・上記と同様の手法を用いて作製された高品質なYMnO3強誘電体薄膜を用いて、強誘電性分極反転と光誘起電流との相関を詳細に評価した。複雑なドメイン構造を有する強誘電体とは異なり、一軸性強誘電体の利点を生かして様々な評価が可能になり、強誘電体の自発分極の存在によって電界を印可せずに光誘起電流が生じることを明らかにした。さらに、照射光の波長と光誘起電流との相関をバンド内のd軌道の状態から議論した。さらに光学フォノン由来と思われるフェムト秒光励起反射率の振動構造（5.1THz）の観測に初めて成功した。フェムト秒光励起は強い温度依存性があり、特にネール点以上で大きく減少することも明らかになった。
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