2005 Fiscal Year Annual Research Report
強相関相転移現象の表面化学と電界効果化学反応デバイスの開発
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17686056
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松本 祐司 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 講師 (60302981)
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| Keywords | レーザー分解栓エピタキシー / 強相関 / 相転移 / 電界効果 / 化学反応 |
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| Research Abstract |
本研究提案では、基礎と応用の観点から以下の2つを主な目的とする。
(1)強相関電子系に特有な電子状態の劇的な相転移現象の表面に与える影響を触媒反応のような化学的なアプローチで、STMを用いて原子レベルでこれを検証する。
(2)強相関電子系に特有の劇的な相転移現象を電界で制御し、その効果を最大限にチューニングすることで、表面での吸着や化学反応と組み合わせた超高感度化学センサーの原理証明を行う。
【研究成果1】超高真空温度可変高分解能STMシステムの開発
本年度は、研究目的(1)のための、新たなSTMシステムの設計・開発を行った。本システムでは除振機構を必要としないため、大気解放せず、薄膜試料を搬送できる小型レーザー分子線エピタキシー装置の排気系をSTM測定時に停止する必要がなく、光軸調整の再度調整も不要である。そのため、薄膜作製からSTM評価まで一貫して効率良く実験を行うことができる。また、STM装置は1秒間に数枚のSTM像を走査できる高速性能を有し、大気下でのHOPG観察では極めて安定したSTM観察が可能であることを確認した。現在、真空装置との組み合わせによる試運転中である。
【研究成果2】強誘電体相転移と光触媒反応
物理相転移が化学反応に及ぼす影響について、Sr_<1-x>Ba_xTiO_3系の強誘電体転移と光触媒反応との間の関係を調べた。Xの増大につれて、強誘電体転移温度が室温以上になるx=0.6あたりで、光学バンドギャップの急峻な増大とそれに伴う光触媒活性の劣化が観測された。その変化の詳細から、この組成領域では強誘電体相と常誘電体相の共存が示唆された。
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