2013 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物量子井戸構造を用いた強相関電子の量子化状態の研究
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25287095
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
組頭 広志 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, 教授 (00345092)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 量子井戸構造 / 角度分解光電子分光 / 強相関電子系 / 酸化物 / バンド構造 / 超構造 |
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| Research Abstract |
本研究では、電子論的パラメータを制御した強相関酸化物量子井戸構造を設計・作製し、その量子化状態を角度分解光電子分光（ARPES）により直接決定することで、量子閉じ込めを受けた強相関電子の新奇な振る舞いを明らかにすることを目的とする。本年度は、SrVO3/SrTiO3量子井戸構造における表面・界面の定在波の反射率を実験的に決定する事を目的として、SrTiO3/SrVO3/SrTiO3（界面―界面）対称量子井戸構造とSrVO3/SrTiO3（表面―界面）非対称量子井戸構造を作製し、その量子化状態をARPESにて決定した。その結果、SrVO3/SrTiO3界面において理想的な量子閉じ込めが起こっていることを明らかにした。さらに、界面におけるバンドダイアグラムを決定することにより、理想的な量子閉じ込めが、１．両者のバンドlineup、２．SrTiO3の高い誘電率から生じていることを突き止めた。
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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
実験は問題なく遂行され、必要なデータを取得することができたが、放射光を用いた角度分解光電子分光データ量が膨大なため、その解析に時間がかかっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、偏光を制御可能なビームラインが稼働し始め、偏光依存の角度分解光電子分光（ARPES）が可能になる。これを用いて幾何学的な配置を制御した酸化物量子井戸構造の量子化状態を軌道毎に分離して特定する。具体的には、１．面方位の異なる基板（（001）、(110)、(111)）に作製した面方位制御SrVO3量子井戸構造、２． eg電子を持つ伝導性酸化物LaNiO3を用いたeg系量子井戸構造、３．中間層を導入することで量子井戸構造自体の対称性を制御した強相関量子井戸構造、について実験を行う。また、得られた知見に基づいた強相関量子化状態の制御を行う。さらに、得られた結果をSrTiO3やKTaO3 (100)劈開面表面における量子化状態と比較・検討することで、強相関酸化物の量子化状態に関して普遍的な理解を得る。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初予定していたGM冷凍機を用いた試料回転機構では、試料の冷却に問題があることがわかり、2軸試料駆動機構付きクライオスタットの設計を見直した。そのため、2軸試料駆動機構付きクライオスタットの予算執行を先送りした。
現在、2軸試料駆動機構付きクライオスタットの設計を進めている。なお、研究自体は現有の1軸試料駆動機構付きクライオスタットで可能であるが、ビームラインで偏光が切り替えられる様になるH26年10月までには導入を予定している。
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[Journal Article] Spectroscopic studies on the electronic and magnetic states of Co-doped perovskite manganite Pr0.8Ca0.2Mn1－yCoyO3 thin films2013
Author(s)
K. Yoshimatsu, H. Wadati, E. Sakai, T. Harada, Y. Takahashi, T. Harano, G. Shibata, K. Ishigami, T. Kadono, T. Koide, T. Sugiyama, E. Ikenaga, H. Kumigashira, M. Lippmaa, M. Oshima, and A. Fujimori
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 88
Pages: 174423[1-6]
DOI
Peer Reviewed
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