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遷移金属をドープした透明酸化物薄膜の光キャリア注入によるスピン制御

Research Project

Project/Area Number07J04111
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biophysics/Chemical physics
Research InstitutionThe University of Tokyo
Research Fellow 堀場 律子  The University of Tokyo, 物性研究所, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed(Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost : ¥3,300,000)
Fiscal Year 2009 : ¥1,100,000 (Direct Cost : ¥1,100,000)
Fiscal Year 2008 : ¥1,100,000 (Direct Cost : ¥1,100,000)
Fiscal Year 2007 : ¥1,100,000 (Direct Cost : ¥1,100,000)
Keywords酸化物薄膜 / 光電子分光 / 光キャリア注入
Research Abstract

透明導電性酸化物薄膜は液晶板や太陽電池の透明電極など多岐にわたり応用されている。導入試料として、室温で高い導電性を示し電極としてペロブスカイト型の強誘電体薄膜と相性が良いことが知られているLaNiO_3薄膜を作製し、その詳細な電子状態について明らかにした。加えてRNiO_3(R:希土類元素)群のNdNiO_3の作製も行った。NdNiO_3はLaNiO_3と比べ結晶構造が歪みNi 3dのバンド幅が減少することから、約200Kで常磁性金属から反強磁性絶縁体転移を示すようになるが、本研究では薄膜化することで基板応力の影響により結晶の歪みが変わり、バルクとは違った抵抗率の振る舞いを観測した。また絶縁膜材料で知られるCeO_2薄膜の作製及び光電子分光による電子状態の観測などを行った。本来、絶縁体のエネルギーギャップ中には電子状態は観測されないが、軟X線光電子分光の結果ではギャップ内に状態があることが分かった。一方でバルク敏感な硬X線光電子分光の結果では全く状態のないきれいなエネルギーギャップが観測された。この結果から表面状態によっては酸素欠損などで伝導性を示す可能性があるなど、デバイス応用の際に問題となる点が明らかとなった。
以上のように、基板や成膜温度は薄膜の物性に大きな影響を与えることを踏まえて透明酸化物薄膜であるIn_2O_3や磁性元素をドープしたIn_2O_3についても研究を進めてきた。本研究の目標としてきた光キャリア注入効果による電子状態の変化をとらえるまでには至らなかったが、他の酸化物薄膜の作製や光電子分光測定を行い、磁性を持った絶縁体などと組み合わせた多層薄膜の作製やその界面の電子状態の研究の足がかりとなる結果が得られた。

Report

(3results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report

Research Products

(10results)

All 2010 2009 2008 2007

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] Resonant Photoemission Spectroscopy of Layered Triangular Lattices Ag_2MO_2(M=Ni and Mn): Evidence for M3d States at Fermi Level2010

    • Author(s)
      Ritsuko Eguchi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan 79

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure and photoemission spectroscopy of strain-controlled metal-insulator transition in NdNiO_3 thin films2009

    • Author(s)
      Ritsuko Eguchi
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 105

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fermi surfaces, electron-hole asymmetry and correlation kink in a three-dimensional Fermi liquid LaNiO_32009

    • Author(s)
      Ritsuko Eguchi
    • Journal Title

      Physical Review B 79

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoemission evidence for a Mott-Hubbard metal-insulator transition in VO_22008

    • Author(s)
      Ritsuko Eguchi
    • Journal Title

      Physical Review B 78

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic structure of 3d^1 configuration vanadium oxides studied by soft x-ray and hard x-ray photoemission sectroscopy2007

    • Author(s)
      Ritsuko Eguchi
    • Journal Title

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 156

      Pages : 421-425

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hard X-rayand soft X-ray photoelnission study of vanadium oxides2007

    • Author(s)
      Ritsuko Eguchi
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] パイロクロア酸化物Cd_2Os_2O_7及びCd_2Re_2O_7の光電子分光2009

    • Author(s)
      江口律子
    • Organizer
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-27
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] NdNiO_3薄膜の in-situ 軟X線光電子分光2008

    • Author(s)
      江口律子
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2008-09-21
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] LaNiO_3薄膜の軟x線角度分解光電子分光2007

    • Author(s)
      江口 律子
    • Organizer
      日本物理学会(第62回年次大会)
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronic structure of LaNiO_3 thin films studied by soft x-ray angle resolved photoemission sectroscopy2007

    • Author(s)
      Ritsuko Eguchi
    • Organizer
      XV International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Phsics
    • Place of Presentation
      Berlin,Germany
    • Year and Date
      2007-08-02
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL :

Published : 2007-04-01   Modified : 2016-04-21  

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