2022 Fiscal Year Research-status Report
Multidisciplinary analysis of oxide devices and interfaces using the international network of next generation synchrotron-radiation facilities
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20KK0117
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
組頭 広志 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (00345092)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相馬 清吾 東北大学, スピントロニクス学術連携研究教育センター, 准教授 (20431489)
北村 未歩 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (00783581)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2026-03-31
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| Keywords | 放射光 / 量子ビーム / 角度分解光電子分光 / 軟X線分光 / 酸化物エレクトロニクス / 強相関電子系 / 酸化物ヘテロ構造 / 機能性ナノ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本国際共同研究の目的は、海外の次世代高輝度放射光施設の先端解析技術と日本側の酸化物デバイス作製技術とを組み合わせ、酸化物デバイス・ナノ構造研究を国際共同研究の下に加速させることである。具体的には、国内の放射光施設では観測することの難しい、酸化物デバイス界面数nmの領域で発現する特異な量子（電荷・スピン・軌道）状態をそれぞれの自由度に分けて可視化し、その知見に基づいた機能設計を行う。これにより、現状のボトルネックを解消し、明確な設計指針の元に酸化物デバイス開発を進める。さらに、本研究を通した欧州の放射光施設での研究交流を通じて、次世代光源である東北放射光への最先端放射光解析技術の導入を図る。
本年度も、新型コロナ禍による渡航制限のため、実質的に研究実施が行えない状況が続いた。また、さらにはロシア-ウクライナ戦争勃発のために、年度当初の欧州渡航判断の難しさもあった。そのため、本年度もテレワークを主体として、それぞれの機関・放射光施設で実験を遂行するためのネットワークを構築することに注力した。加えて、放射光測定の自動化にも取り組んだ。
本来ならば、2022年に2-3週間間、パリ南大（SOLEIL放射光施設）で新しく稼働し始めたナノARPES装置を用いた共同実験を行うべく準備を整えていたが、上記の状況を鑑み、断念した。その一方で、これまでに構築したリモート実験環境を駆使して、海外グループとの国際共同実験を遂行した。さらに、オンライン会議を積極的に用いて、パリ南大学のグループと今後の研究計画に関する入念な打ち合わせを行った。また、オンラインで密に議論することで、これまでの共同研究で得られていたデータを再解析し、現在論文執筆を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2022年度においても新型コロナウイルス感染症による渡航制限、および共同研究先の研究活動制限により、実質的な国際共同研究ができていない。パリ南大学およびブルツブルグ大学の研究者とはオンラインツールで打ち合わせを行っているが、実際の国際共同実験は行えていないのが現状である。特に、実地での作業が難しいため、スピン・軌道分解ARPES測定技術の開発、ナノARPES装置でのオペラント測定化のための電圧印加機構の設計・開発、およびオペラント測定用試料ホルダーへの酸化物デバイス構造の組み込みなどは、依然打ち合わせの段階である。しかしながら、十分に実験計画を練ってあり、測定試料および電圧印加機構などは調達済みであるので、渡航制限が実質的に解除される2023年度から、遅れを取り戻して研究遂行が出来る体制が構築されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度においても、新型コロナウイルス感染症による国際共同研究活動への影響は極めて大きく、どの時点で欧州に渡航（もしくは若手研究者を派遣）し共同実験を行うことが可能となるか見通せない状況が続いた。さらにはロシア-ウクライナ戦争の拡大に伴う渡航制限の可能性も浮上していた。そのため、オンラインで可能な限りの共同研究を進めつつ、渡航制限が解除され次第、各研究拠点・放射光施設に滞在して実際の実験を遂行できる体制を構築してきた。来年度（2023年度）からは、新型コロナ禍による渡航制限は実質的に解除される見通しであり、これまで練りに錬った実験計画を遂行することができる。そのため、これまで構築してきたリモート実験環境を有効に活かしつつ、欧州の放射光施設における国際共同研究を強力に推し進めていく。
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| Causes of Carryover |
本事業の目的は、海外の次世代高輝度放射光施設の先端解析技術を用いて、国内の放射光施設では観測することの難しい、酸化物デバイス界面数nmの領域で発現する特異な量子（電荷・スピン・軌道）状態をそれぞれの自由度に分けて可視化し、その知見に基づいた機能設計を行うことにある。
本年度（2022年度）も、新型コロナ禍による渡航制限のため、研究実施が見通せない状況が続いた。しかしながら、来年度（2023年度）からは、新型コロナ禍による渡航制限は実質的に解除される見通しである。そのため、本年度の研究経費の大部分を繰り越して、新型コロナ禍が収束し次第、酸化物デバイス・ナノ構造研究を国際共同研究の下に加速させる予定である。
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Research Products
(40 results)
