2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K20906
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
堀場 弘司 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 次世代放射光施設整備開発センター, 主幹研究員 (10415292)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 電気二重層トランジスタ / 転換可視蛍光収量 / オペランド軟X線吸収分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、強相関酸化物に対するキャリアドープによる物性変調・巨大応答発現の手法として、電気二重層トランジスタ（EDLT）構造によるキャリア蓄積が大きな成功を収めているが、この動作メカニズムとして酸化物への酸素欠損誘起、水素イオンの注入、物質自体のエッチング効果など、純粋なキャリアドープ以外の様々な効果が報告され、議論が収束していない物質例も多い。このようなEDLTの複雑な動作メカニズムを解明していくためには、その輸送特性の測定のみでは不十分であり、結晶構造解析や分光測定による電子状態解析など様々な測定手法を組み合わせることが必要不可欠である。軟X線吸収分光（XAS）は、特に軽元素の元素選択的な電子状態を直接観測できる優れた手法であるが、これまでEDLT動作時のキャリア蓄積領域のXAS観測は成功例は報告されていない。その理由は、使用する軟X線の物質への侵入長が非常に短いため、イオン液体を透過させることが困難であるという本質的な問題に起因する。そこで本申請では、転換可視蛍光収量という新たなXAS測定手法によりイオン液体透過時の減衰を低減させ、EDLT動作時のキャリア蓄積領域のXAS観測を達成することを目的としている。
今年度の研究実績としては、これまで開発を進めてきた転換可視蛍光収量軟X線吸収分光測定装置およびデバイス動作中のオペランドXAS観測を可能とするための試料ステージを用いて、Liイオン電池における電圧印加中XAS観測を行い、オペランドXAS観測に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本申請の目標は転換可視蛍光収量という新たなXAS測定手法によるEDLT動作時のキャリア蓄積領域のXAS観測を達成するための装置を開発することにある。現在までに、これまで開発を進めてきた転換可視蛍光収量軟X線吸収分光測定装置において、デバイス動作中のオペランドXAS観測を可能とするための試料ステージの開発を行い、これを用いたLiイオン電池デバイスにおけるオペランドXAS観測に成功した。装置の開発としてはほぼ終了し、測定のためのEDLT構造の最適化を行う段階に来ており、計画は順調に推移していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本申請の目標は転換可視蛍光収量という新たなXAS測定手法によるEDLT動作時のキャリア蓄積領域のXAS観測を達成するための装置を開発することにある。現在までに実験装置の開発としてはほぼ終了し、測定のためのEDLT構造の最適化を行う段階に来ている。今後は実際に構造を最適化したEDLTデバイスの真空中での動作試験などを行い、最終的にEDLT動作時のキャリア蓄積領域のXAS観測を実現する予定である。
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| Causes of Carryover |
既存の物品により装置の開発をある程度進めることが出来たために、研究は順調に推移しているが次年度使用額が生じた。翌年度請求した助成金と合わせて、更なる装置開発および改造のための費用として使用する予定である。
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[Journal Article] Imaging the itinerant-to-localized transmutation of electrons across the metal-to-insulator transition in V2O32021
Author(s)
M. Thees, M.-H. Lee, R. L. Bouwmeester, P. H. Rezende-Goncalves, E. David, A. Zimmers, F. Fortuna, E. Frantzeskakis, N. M. Vargas, Y. Kalcheim, P. Le Fevre, K. Horiba, H. Kumigashira, S. Biermann, J. Trastoy, M. J. Rozenberg, I. K. Schuller, and A. F. Santander-Syro
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7
Pages: eabj1164-1～7
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Crystalline boron monosulfide nanosheets with tunable bandgaps2021
Author(s)
H. Kusaka, R. Ishibiki, M. Toyoda, T. Fujita, T. Tokunaga, A. Yamamoto, M. Miyakawa, K. Matsushita, K. Miyazaki, L. Li, S. L. Shinde, M. S. L. Lima, T. Sakurai, E. Nishibori, T. Masuda, K. Horiba, K. Watanabe, S. Saito, M. Miyauchi, T. Taniguchi, H. Hosono and T. Kondo
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Journal Title
Journal of Materials Chemistry A
Volume: 9
Pages: 24631～24640
DOI
Peer Reviewed
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