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2016 Fiscal Year Annual Research Report

電場による物性制御に対する界面構造物性

Research Project

Project/Area Number 26287080
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

若林 裕助  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (40334205)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野内 亮  大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (70452406)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords物性実験 / 表面・界面物性 / X線 / 酸化物デバイス / 固液界面
Outline of Annual Research Achievements

近年,物性物理分野で大きく進展している分野に,外部電場によるキャリア注入がある。様々な物性はキャリア数によって制御されるが,従来キャリア数は自由に制御できるものではなく,化学的にドーピングを行なって制御するのが標準的な手法であった。それに対し,外場によるキャリア注入では連続的にキャリア数を制御でき,物性の細かな制御が可能となるのみならず,化学ドーピングで必然的に生じていた結晶の歪なども生じない,新しい物性制御法として注目されている。本研究はこのような電場による物性制御をよりよく理解するために,電場中での界面での物質構造変化を観測することを目的としている。
28年度は固液界面に電場を印加した際に,どのような構造変化が生じるかを調べた。特に固液界面の液体側の情報に着目した測定を行い,有望な試料をいくつか発見した。一方で,このような測定は,試料が不定形であるために外乱の影響を受けやすく,再現性の確認が非常に重要である。そのため,一度の測定では何らかの結論に至る事ができない。継続的に測定を続けることとした。
平行して,表面回折の実験結果を解析するためのソフトウェア開発にも取り組んでいる。情報科学の助けを得て,実験データから最大限の情報を引き出す手法を探っている。現段階で,ペロブスカイト型酸化物の表面構造についてかなりの確度で構造を決める事ができるソフトウェアが完成している。この新開発の解析ソフトの力を発揮できる試料での測定を今後計画している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

固液界面に対する測定で,有望な試料を発見したのが一番の収穫である。液体依存性を測定する事で今後,物理的な理解が進むと期待できる。さらに,解析ソフトウェアの開発では大きな進歩が得られており,情報科学を利用した固液界面の構造観測が進められる段階になった。

Strategy for Future Research Activity

イオン液体を用いた電気二重層キャパシタは,10秒の桁の時定数の時間変化がみられることが知られている。この時間変化がどのような構造変化に対応するのかの解明につながる実験結果を28年度に得た。今後,理論的なモデル計算を行って実験結果と比較するとともに,異なる種類のイオン液体に対する測定や,電圧などの条件を変えた測定を行い,界面構造ダイナミクスへの電場の影響を解明する。

Causes of Carryover

X線発生装置の真空度がやや悪化していたため,修理が必要になる可能性があり,年度末まで残した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

おそらくX線発生装置の真空度悪化の対処に使うことになる。Be窓の劣化である可能性が高く,その場合,部品代が約7万円の交換を行う。

  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Chemical and orbital fluctuations in Ba3CuSb2O92016

    • Author(s)
      Y. Wakabayashi, D. Nakajima, Y. Ishiguro, K. Kimura, T. Kimura, S. Tsutsui, A. Q. R. Baron, K. Hayashi, N. Happo, S. Hosokawa, K. Ohwada, and S. Nakatsuji
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 93 Pages: 245117-1-13

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.93.245117

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] CTR散乱データからのペロブスカイト界面構造の解析法とその精度の評価2017

    • Author(s)
      穴田壮人、中西(大野)義典、 岡田真人、 木村剛、 若林裕助
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] 表面X線回折によるLaNiO3/LaAlO3超薄膜の界面構造解析2017

    • Author(s)
      小和一弘、穴田壮人、坂井延寿、北村未歩、組頭広志、中西(大野)義典、岡田真人、木村剛、若林裕助
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] コニカルらせん磁性体Ba1.3Sr0.7CoZnFe11AlO22における磁気ドメイン構造2017

    • Author(s)
      上田大貴、田中良和、 若林裕助、 木村剛
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] ペロブスカイト酸化物超薄膜の自動構造解析法開発2017

    • Author(s)
      若林裕助
    • Organizer
      第64回応用物理学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Invited
  • [Presentation] Structure analysis of LaNiO3/LaAlO3 interface by surface Xray diffraction2017

    • Author(s)
      K. Kowa、M. Anada、 E. Sakai、 M. Kitamura、 H. Kumigashira、 Y. Nakanishi-Ohno、 M. Okada、 T. Kimura and Y. Wakabayashi
    • Organizer
      17th Korea-Taiwan-Japan Workshop on Strongly Correlated Electron System
    • Place of Presentation
      Yongpyong(Korea)
    • Year and Date
      2017-02-19 – 2017-02-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CTR散乱法によるペロブスカイト界面の構造解析手法およびノイズ下における解の精度・確度の評価2017

    • Author(s)
      穴田壮人、中西(大野)義典、岡田真人、木村剛、若林裕助
    • Organizer
      第30回日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      神戸芸術センター(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2017-01-08
  • [Presentation] CTR散乱法による非破壊・深さ分解表面構造解析2016

    • Author(s)
      Y.Wakabayashi
    • Organizer
      物性研究所短期研究会 原子層上の活性サイトで発現する局所機能物性
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2016-12-20
  • [Presentation] リバースモンテカルロ法によるCTR散乱データからのペロブスカイト界面の構造モデル構築2016

    • Author(s)
      穴田壮人、中西(大野)義典、 岡田真人、 木村剛、 若林裕助
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-12 – 2016-09-16
  • [Presentation] Surface structure analyses of organic device materials2016

    • Author(s)
      Y.Wakabayashi
    • Organizer
      XXV International Materials Research Congress
    • Place of Presentation
      Cancun(Mexico)
    • Year and Date
      2016-08-14 – 2016-08-18
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Reverse MonteCarlo analysis of CTR data from perovskite-type oxide thin films2016

    • Author(s)
      Y. M. Anada、Nakanishi-Ohno、 M. Okada、 T. Kimura、 and Y. Wakabayashi
    • Organizer
      14th International Conference on Surface X-ray and Neutron Scattering (SXNS14)
    • Place of Presentation
      New York(USA)
    • Year and Date
      2016-07-10 – 2016-07-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] External field control of self-assembled monolayer on Au(111)2016

    • Author(s)
      Y.Wakabayashi、K. Sasaki、 T. Kimura、 H. Tajiri、 K. Miwa、 S. Ono、 and R. Nouchi
    • Organizer
      14th International Conference on Surface X-ray and Neutron Scattering (SXNS14)
    • Place of Presentation
      New York(USA)
    • Year and Date
      2016-07-10 – 2016-07-16
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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