2019 Fiscal Year Annual Research Report
Thin-film synthesis of giant-tetragonal perovskites induced by orbital ordering
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17K14105
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
重松 圭 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (40754578)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ペロブスカイト / エピタキシャル歪み / 遷移金属酸化物 / 磁気異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高圧合成法により得られる準安定相の立方晶ペロブスカイトバナジウム化合物BaVO3ならびにSr1-xBaxVO3薄膜のパルスレーザー堆積法による合成と物性評価に取り組んだ。還元ガスである水素混合アルゴンガスを導入した成膜により、副生成物を抑制できることを見出した。面直-面内格子定数比c/aはBa置換量に対して低温において絶縁体化し、c/aが1.04の薄膜が得られた。よりBa置換量の多いSr1-xBaxVO3薄膜の作製も試みたが、巨大c/a比をもつ相のピークの増大はみられなかった。かわりに、V5+に由来すると思われる相が増大する結果が認められた。
また、Sr1-xBaxVO3薄膜と接合する電極として利用できる材料として、格子定数の小さい四重ペロブスカイト化合物RCu3Mn4O12に着目した。この物質は合成に高圧印加が必要な準安定相であるが、代わりにYAlO3基板との格子整合による安定化によってエピタキシャル薄膜化させることに成功していた。さらに今年度は、RCu3Mn4O12薄膜とYAlO3基板の間にバッファ層としてYCaAlO4層を導入することで、歪みの形態を引張り歪みから圧縮歪みに切り替えることに成功した。さらに、第一原理計算によってRCu3Mn4O12薄膜の圧縮／引張歪み下の構造を再現したのち、磁気異方性エネルギーを計算したところ、おもにMnカチオンが磁気異方性を担う一方、Cuカチオンは磁気異方性にほとんど寄与しないことが明らかになった。また、磁気異方性の計算結果から、YAlO3基板上のRCu3Mn4O12薄膜の面内一軸磁気異方性、YCaAlO4
バッファ層上の垂直磁化膜化の現象を説明することができた。
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Research Products
(4 results)
