2015 Fiscal Year Annual Research Report
LaAlO3/SrTiO3ヘテロ構造の原子スケール電子状態
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26246022
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
一杉 太郎 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (90372416)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 表面 / 電気伝導 / 走査トンネル顕微鏡 / 金属酸化物 / 界面 / 二次元電子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
LaAlO3/SrTiO3界面における二次元電子ガスに代表される新奇物性の創出など、金属酸化物の「薄膜」および、「表面・界面」に着目した研究が活発化している。これらの薄膜や界面における物性を最大限に制御するために、急峻な界面を有する高品質ヘテロ構造を作製することが必要である。その際に、原子レベルで平坦な金属酸化物エピタキシャル薄膜作製が極めて重要となり、さらに、温度や磁場に依存する電子状態変化を、原子レベル空間分解能で観察、評価することが強く望まれる。
我々の研究グループでは、走査トンネル顕微鏡(STM)とパルスレーザー堆積法(PLD)を組み合わせた実験装置を構築し、さまざまな金属酸化物薄膜表面のSTM観察に挑戦してきた。
本年度は、SrVO3の表面電子状態について、実験と第一原理計算の両面から検討を行った。SrTiO3基板上にSrVO3エピタキシャル薄膜をPLDを用いて作製すると、原子サイズ程度の周期的な輝点が観察された。さらに、走査トンネルスペクトロスコピー測定によって、表面に二次元電子状態があり、電子波干渉がおきていることがわかった。理論計算家との共同研究により、電子エネルギーに依存したｄ軌道の混成が二次元電子系の起源であることがわかった。
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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
表面や界面現象の理解に向けて着実に前進している。
SrTiO3表面、(LaCa)MnO3薄膜、SrVO3薄膜と、
観察できる物質の数が増えてきて、
金属酸化物表面に関して包括的な議論ができるようになってきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
(LaCa)MnO3薄膜とSrVO3薄膜の電子状態について、論文出版を行う。
これまでペロブスカイト構造を有する酸化物に着目してきたが、
今後、スピネル構造や、層状ペロブスカイト構造を有する金属酸化物にも展開していきたい。
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