強相関酸化物薄膜表面のヘテロ電子状態制御と原子分解電子状態イメージング

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25886004
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 岡田 佳憲 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (00707656)
• Project Period (FY): 2013-08-30 – 2015-03-31
• Keywords: 酸化物薄膜 / STM / 強相関電子系

Research Abstract

近年の酸化物薄膜育成技術の向上により、原子レベルで制御されたヘテロ構造の作製が可能となり、これまでバルク体では実現できなかった巨大な応答、劇的な機能発現を実現できる可能性が期待されている。特に、電子同士が互いに強く相互作用した強相関酸化物系のヘテロ構造における物理現象には基礎・応用の観点から多くの興味が集まっている。本研究では、強相関物質の中でも、最も高品質な薄膜の育成が可能であり、それによって物理現象を原子レベルで詳細に調べることができるSrVO3に着眼した。
100ユニットセル程度のSrVO3をパルスレーザー堆積法(PLD)でSrTiO3(001)基板上にエピタキシャル成長させ、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて原子スケールで電子状態を調べた。基板温度などの製膜条件を様々に変化させることで、STM像に明瞭な原子分解能が得られた。さらに、SrVO3薄膜表面の特徴を反映したトンネルスペクトルを原子分解能でマッピングすることに成功した。現在、バルクSrVO3とは異なる薄膜表面上ならではの理由で電子状態が変調されるメカニズムを理論計算と共に探っているところである。

Current Status of Research Progress

Reason

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Imaging the evolution of metallic states in a spin-orbit interaction driven correlated iridate (2013)
  • Author(s): Yoshinori Okada, D. Walkup, H. Lin, C. Dhital, T. R. Chang, S. Khadka, W. Zhou, H. T. Jeng, A. Bansil, Z. Wang, S. Wilson, V. Madhavan
  • Journal Title: Ｎａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Volume: 12 Pages: 707-713
  • DOI: 10.1038/nmat3653
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of Dirac node formation and mass acquisition in a topological crystalline insulator (2013)
  • Author(s): Yoshinori Okada, M. Serbyn, H. Lin, D. Walkup, W. Zhou, C. Dhital, M. Neupane, S. Xu, Y. J. Wang, R. Sankar, F. Chou, A. Bansil, Z. Hasan, S. D. Wilson, L. Fu and Vidya Madhavan
  • Journal Title: Ｓｃｉｅｎｃｅ Volume: 341 Pages: 6153-6157
  • DOI: 10.1126/science.1239451
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic phase separation in the doped spin-orbit driven Mott phase of Sr3(Ir1-xRux)2O7 (2013)
  • Author(s): C. Dhital, T. Hogan, W. Zhou, X. Chen, Z. Ren, M. Pokharel, Yoshinori Okada, M. Heine, Wei Tian, Z. Yamani, C. Opeil, J. S. Helton, J. W. Lynn, Z. Wang, V. Madhavan, S. D. Wilson
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 5 Pages: 3377-3383
  • DOI: 10.1038/ncomms4377
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 走査トンネル顕微鏡を用いたSrVO3薄膜の電子状態研究
  • Author(s): 岡田佳憲, 清水亮太、白木将、一杉太郎
  • Organizer: 日本応用物理学会
  • Place of Presentation: 青山学院大学
• [Presentation] 走査トンネル顕微鏡を用いたSrVO3薄膜の電子状態研究
  • Author(s): 岡田佳憲, 清水亮太、白木将、一杉太郎
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 東海大学
• [Presentation] Probing electronic state at atomic scale on the surface of SrVO3 film
  • Author(s): Yoshinori Okada, R. Shimizu, S. Shiraki, T. Hitosugi
  • Organizer: American Physical Society
  • Place of Presentation: Colorado （ＵＳＡ）