2021 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation and controlling of a quasi-dopant effect at a ferroelectric charged surface and interface
| Project/Area Number |
19K04495
|
|---|
| Research Institution | University of Hyogo |
|---|
Principal Investigator |
中嶋 誠二 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (80552702)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤澤 浩訓 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (30285340)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 強誘電体 / 擬似ドーパント効果 / エネルギーバンド変調 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
計画最終年度の今年度は、昨年度に引き続き、グラフェン/強誘電体界面の擬似ドーパント効果を詳しく調べた。昨年度実施した実験から得た知見から、超高真空中で分極反転させ、バンド変調を光電子顕微鏡（Photoemission electron microscopy: PEEM）によりしらべた。本測定はSPring-8 BL17SUビームラインにて実施した。その結果分極反転前後でBi 4f XPSスペクトルが約0.4eVシフトすることが確認できた。しかしながら今回の測定では測定信号のS/N比が悪く、絶対値が正しく評価できなかった。以上の結果と昨年度までに得られた知見から、本研究で得られた知見を以下の通りまとめる。
１．Au/BiFeO3界面のバンド構造を確認し、Mnをドープすることで界面のバンド構造が変調できることを確認した。
２．グラフェン/BiFeO3構造を作製することで、チャージアップすることなく軟X線を用いたBiFeO3のXPSスペクトル観察が可能であることを見出した。
３．グラフェン/BiFeO3構造を用いて、BiFeO3の分極反転前後のXPSスペクトルを測定したところ、Bi4f XPSスペクトルが約0.2eVシフトすることを見出した。これはグラフェン/BiFeO3界面に誘起される分極電荷の正負が反転するためであり、分極電荷が擬似ドーパントとして働いていることを示していると考えられる。
以上のことから、強誘電体における自発分極電荷の擬似ドーパント効果により、バンド変調されることが確認できた。そかしながら、さらに高精度な実験が必要であり、硬X線光電子分光法等を用いた測定を検討する。
|
