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金属/固体酸化物ヘテロ接触界面の電子構造と電気化学的反応特性

研究課題

研究課題/領域番号 15656190
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 金属生産工学
研究機関東京大学

研究代表者

山口 周  東京大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10182437)

研究分担者 樋口 透  東京理科大学, 理学部, 助手 (80328559)
尾山 由紀子  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00345373)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワードナノイオニクス / 表面電子構造 / 光電子分光法 / 軟X線分光法 / ショットキ障壁 / 表面電荷 / 化学吸着 / 固体イオニクス
研究概要

本研究では,酸化物系電子(ホール)-イオン混合伝導体を対象として,ナノイオニクス効果による電子構造と表面電荷,表面の化学反応特性に及ぼすバンドベンディング効果を電子分光測定及び電気化学測定により明らかにすることを目的としている.本年度は,ナノイオニクス効果を逆光電子分光法ならびに軟X線分光法により実験的に解明するための測定を行った.対象とした物質群は種々の導電特性を有するペロブスカイト型酸化物群(Nb(n-型)をドープしたSrTiO_3(n-STO),高い酸化物イオン電子伝導を有するSrFeO_3)他の酸化物系混合伝導体である.高エネルギー物理研究機構のシンクロトロン放射光施設に設置された軟X線吸収分光と同発光分析ならびに本年度東京理科大学に導入された逆光電子分光装置を行い,表面のフェルミ準位付近の電子構造,酸化物表面に形成した蒸着膜の電子構造解明を行った.前者では励起X線入射角を変化させたときの軟X線分光スペクトルの変化に着目し,情報の脱出深さの相違を利用した表面電子構造解析の可能性を検討し,充分な精度で両者の相違を観察できること,フェルミ準位シフト測定による表面付近のバンドベンディングの観察が可能であることを示した.さらには,n-STO上に金属蒸着薄膜を形成したときの金属/酸化物ヘテロ界面の酸化物側界面近傍に形成される空間電荷層および界面のピン留め準位について,表面からの深さ方向の分析を試み,その結果を解析している.一方,逆光電子分光法では入射光電子エネルギーを変化させて共鳴励起を利用することにより軌道の帰属を解明することができる.これを利用してn-STO表面へ蒸着したCu上への酸素吸着挙動をin-situ観察し,金属薄膜上の表面電荷と吸着原子との相互作用を検討した.

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Thermoelectric Power of the Electronic Carriers in the Ionic Crystal2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kobayashi, T.Tsunoda, T.Higuchi, S.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      ページ: 979-984

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Tunneling Current Through the Surface Layer Formed on The Nb-doped SrTiO_3 Single Crystal2004

    • 著者名/発表者名
      L.Q.Han, P.P.Chen, C.J.Zhong, T.Higuchi, et al.
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 175

      ページ: 431-435

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Band Structure of Sr_<0.5>Ba_<0.5>Nb_2O_6 Thin Film Probed by Soft-X-Ray Emission Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      N.Ohtake, T.Higuchi, K.Ando, A.Fukushima, S.Shin, T.Tsukamoto
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43

      ページ: 7627-7628

    • NAID

      10014030572

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Unoccupied electronic State of Delafossite-Type PdCoO_2 Single Crystal Probed by Inverse Photoemission Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      T.Higuchi, M.Hasegawa, M.Tanaka, H.Takei, S.Shin, T.Tsukamoto
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43

      ページ: 699-700

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ferroelectricity of C-axis Oriented Ba_2NaNb_5O_,15> Thin Film on La-doped SrTiO_3 Prepared by Pulsed Laser Deposition2004

    • 著者名/発表者名
      T.Higuchi, M.Sogawa, T.Kamei, T.Tsukamoto
    • 雑誌名

      Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 29

      ページ: 1117-1120

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Buffer Layer of Undoped Bi_4Ti_3O_<12> Thin Films Prepared by Metalorganic Chemical Vapor Deposition2004

    • 著者名/発表者名
      T.Higuchi, Y.Hachisu, M.Nakamura, T.Tsukamoto
    • 雑誌名

      Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 29

      ページ: 1109-1112

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] T.Higuchi, S.Yamaguchi, 他3名: "Electronic structure in the bulk and surface states of protonic conductor CaZrO_3 by soft-X-ray spectroscopy"Solid State Ionics. 162-163. 121-125 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Higuchi, S.Yamaguchi, 他3名: "Evidence of O-H Bond in the Bulk State of Protonic Conductor Y-Doped SrCeO_3 by Soft-X-Ray Spectroscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. L1265-L1267 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Higuchi, S.Yamaguchi, 他4名: "Bulk Electronic State of SrTiO_<3-δ> Probed by Resonant Soft-X-Ray Emission Spectroscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. L592-L594 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Higuchi, S.Yamaguchi, 他4名: "Band Structure of TiO_2-Doped Yttria-Stabilized Zirconia Probed by Soft-X-Ray Spectroscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. L941-L943 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Higuchi, S.Yamaguchi, 他4名: "Optical Absorption Spectra of Protonic conductor CaZr_<0.95>Sc_<0.05>O_<3-δ> Observed by Resonant-Photoemission Spectroscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 1331-1332 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Higuchi, S.Yamaguchi, 他4名: "Ce-O Hybridization Effect of Protonic Conductor SrCe_<1-x>Y_xO_<3-δ>"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 3526-3527 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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