アニオンドープ酸化物エピタキシーの開発

• 研究課題/領域番号: 15H05424
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 近松 彰 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40528048)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)
• キーワード: 複合アニオン / エピタキシャル薄膜 / 薄膜新材料 / 複合アニオン化合物薄膜 / エピタキシャル

研究成果の概要

酸素欠損やエピタキシャル応力を制御できる薄膜作製技術と酸化物中に水素やフッ素等のアニオンを簡便に挿入できるトポタクティック合成法を組み合わせることで、「アニオンドープ酸化物エピタキシー法」を確立した。この方法によりペロブスカイト型酸化物薄膜および酸化物ヘテロ構造体に水素ドープ、フッ素ドープを施し、新しい複合アニオン酸化物、複合アニオン酸化物／酸化物ヘテロ構造の合成に成功した。本研究で、アニオンドープ酸化物エピタキシー法が新物質合成・新奇物性探索に有効な手法であることを示すことが出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Ferromagnetism with strong magnetocrystalline anisotropy in A-site ordered perovskite YBaCo2O6 epitaxial thin film prepared via wet-chemical topotactic oxidation (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, A. Chikamatsu, Y. Hirose, M. Minohara, H. Kumigashira, I. Harayama, D. Sekibad, and T. Hasegawaa
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: VOL. 6 号: 13 ページ: 3445-3450
  • DOI: 10.1039/c7tc05422j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topotactic fluorination of perovskite strontium ruthenate thin films using polyvinylidene fluoride (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Kawahara, A. Chikamatsu, T. Katayama, T. Onozuka, D. Ogawa, K. Morikawa, E. Ikenaga, Y. Hirose, I. Harayama, D. Sekiba, T. Fukumura, and T. Hasegawa
  • 雑誌名: CrystEngComm 巻: 19 号: 2 ページ: 313-317
  • DOI: 10.1039/c6ce02358d
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] First-Principles Calculations on the Crystal/Electronic Structure and Phase Stability of H-Doped SrFeO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuji Kurauchi, Hideyuki Kamisaka, Tsukasa Katayama, Akira Chikamatsu, and Tetsuya Hasegawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 121 号: 13 ページ: 7478-7484
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b12863
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reversible Changes in Resistance of Perovskite Nickelate NdNiO3 Thin Films Induced by Fluorine Substitution (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Onozuka, Akira Chikamatsu, Tsukasa Katayama, Yasushi Hirose, Isao Harayama, Daiichiro Sekiba, Eiji Ikenaga, Makoto Minohara, Hiroshi Kumigashira, and Tetsuya Hasegawa
  • 雑誌名: ACS Appl. Mater. Interfaces 巻: 9 号: 12 ページ: 10882-10887
  • DOI: 10.1021/acsami.7b00855
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Formation of defect-fluorite structured NdNiOxHy epitaxial thin films via a soft chemical route from NdNiO3 precursors (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Onozuka, A. Chikamatsu, T. Katayama, T. Fukumura, and T. Hasegawa
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 45 号: 30 ページ: 12114-12118
  • DOI: 10.1039/c6dt01737a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth and electronic structure of oxyhydride SrVO2H thin films (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, A. Chikamatsu, K. Yamada, K. Shigematsu, T. Onozuka, M. Minohara, H. Kumigashira, E. Ikenaga, and T. Hasegawa
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 120 号: 8 ページ: 085305-085305
  • DOI: 10.1063/1.4961446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental and theoretical investigation of electronic structure of SrFeO3-xFx epitaxial thin films prepared via topotactic reaction (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, A. Chikamatsu, H. Kamisaka, H. Kumigashira, and T. Hasegawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 9 号: 2 ページ: 025801-1
  • DOI: 10.7567/apex.9.025801
  • NAID: 210000137799
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Topotactic reductive synthesis of A-site cation-ordered perovskite YBaCo2Ox ( x = 4.5-5.5) epitaxial thin films (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, A. Chikamatsu, T. Fukumura, T. Hasegawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 4S ページ: 04EJ05-04EJ05
  • DOI: 10.7567/jjap.55.04ej05
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Topotactic synthesis of strontium cobalt oxyhydride thin film with perovskite structure (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Katayama, A. Chikamatsu, H. Kamisaka, Y. Yokoyama, Y. Hirata, H. Wadati, T. Fukumura, T. Hasegawa
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 5 号: 10 ページ: 107147-1
  • DOI: 10.1063/1.4935190
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Topotactic reductive fluorination of strontium cobalt oxide epitaxial thin films (2015)
  • 著者名/発表者名: 片山司、近松彰、広瀬靖、福村知昭、長谷川哲也
  • 雑誌名: Journal of Sol-Gel Science and Technology 巻: 73 号: 3 ページ: 527-530
  • DOI: 10.1007/s10971-014-3499-x
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 層状ペロブスカイト型酸フッ化物Sr2RuO3F2薄膜の物性と電子状態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近松 彰、倉内 裕史、小野塚 智也、簔原 誠人、組頭 広志、池永 英司、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第56回セラミックス基礎科学討論会
• [学会発表] ニッケル酸フッ化物NdNiO3-xFxの第一原理計算 (2018)
  • 著者名/発表者名: 倉内 裕史、近松 彰、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] フッ化物イオン挿入によるLa1.85Sr0.15CuO4-δ薄膜の超伝導転移温度変調 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田 邦、近松 彰、小野塚 智也、丸山 敬裕、石上 亮介、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] Topotactic synthesis of mixed-anion oxide epitaxial thin films (2017)
  • 著者名/発表者名: Akira Chikamatsu, Tetsuya Hasegawa
  • 学会等名: 4th International Conference on Physical and Theoretical Chemistry
  • 発表場所: Crowne Plaza Dublin Airport (Dublin, Ireland)
  • 年月日: 2017-09-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ポリフッ化ビニリデンを用いたSrCeO3薄膜の還元的フッ素化反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 椎名 孝明、近松 彰、簔原 誠人、組頭 広志、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] 層状ルテニウム酸フッ化物Sr2RuO3F2の第一原理計算 (2017)
  • 著者名/発表者名: 倉内 裕史、神坂 英幸、近松 彰、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] トポタクティックフッ素導入/酸素アニールによるNdNiO3薄膜の可逆的抵抗制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小野塚 智也、近松 彰、片山 司、廣瀬 靖、原山 勲、関場 大一郎、池永 英司、簔原 誠人、組頭 広志、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] SrTiO3, KTaO3基板上に作製したEuNbO3薄膜の巨大な正の磁気抵抗 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丸山 敬裕、近松 彰、小野塚 智也、山田 佳補、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] パルスレーザー堆積法により作製したEuNbO3薄膜の物性評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丸山 敬裕、近松 彰、小野塚 智也、山田 佳補、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第8回低温センター研究交流会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2017-02-23
• [学会発表] Topotactic synthesis of strontium vanadium oxyhydride epitaxial thin films (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Chikamatsu, T. Katayama, K. Yamada, K. Shigematsu, T. Onozuka, M. Minohara, H. Kumigashira, E. Ikenaga, and T. Hasegawa
  • 学会等名: The 18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design
  • 発表場所: 沖縄自治会館（沖縄県那覇市）
  • 年月日: 2017-02-17
  • 国際学会
• [学会発表] Topotactic synthesis of mixed-anion oxide epitaxial thin films (2017)
  • 著者名/発表者名: Akira Chikamatsu and Tetsuya Hasegawa
  • 学会等名: 4th International Conference on Physical and Theoretical Chemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 新規層状ペロブスカイト型酸フッ化物Sr2RuO3F2薄膜のトポタクティック合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 近松 彰、河原 佳祐、片山 司、小野塚 智也、小川 大輔、森河 和雄、原山 勲、関場 大一郎、池永 英司、廣瀬 靖、福村 知昭、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第10回物性科学領域横断研究会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-12-09
• [学会発表] ルチル型ReO2エピタキシャル薄膜の合成及び特性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柴田 峻佑、廣瀬 靖、重松 圭、中尾 祥一郎、近松 彰、池永 英司、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 水素化カルシウムを用いたSrRu0.5Cr0.5O3薄膜の還元反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田 佳補、近松 彰、重松 圭、簔原 誠人、組頭 広志、池永 英司、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] パルスレーザー堆積法によるEuNbO3薄膜の合成と物性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 丸山 敬裕、近松 彰、小野塚 智也、山田 佳補、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] トポタクティックフッ素化反応を用いた鉄酸フッ化物／ルテニウム酸化物へテロ構造の作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 雄介、近松 彰、小野塚 智也、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 新規層状ペロブスカイト型酸フッ化物Sr2RuO4-xF2x薄膜の電子状態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 近松 彰、河原 佳祐、小野塚 智也、簔原 誠人、組頭 広志、池永 英司、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Aサイト秩序型ペロブスカイト構造YBaCo2O6薄膜の合成と巨大磁気異方性、及びスピン状態遷移の観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 片山 司、近松 彰、廣瀬 靖、簔原 誠人、組頭 広志、原山 勲、関場 大一郎、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] トポタクティック反応を用いた複合アニオン酸化物エピタキシー (2016)
  • 著者名/発表者名: 近松 彰
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] ドメイン構造と酸素量の変調によるLaCuOx薄膜の輸送特性制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小野塚 智也、近松 彰、廣瀬 靖、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Large perpendicular magnetic anisotropy in noble metal-free manganese nitride epitaxial thin film (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Chikamatsu, Xi Shen, Kei Shigematsu, Yasushi Hirose, Tomoteru Fukumura, Tetsuya Hasegawa
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu (the USA)
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Structural chemistry and physical properties of fluorine-substituted perovskite nickelate NdNiO3-xFx thin films (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Onozuka, Akira Chikamatsu, Tsukasa Katayama, Tomoteru Fukumura, Tetsuya Hasegawa
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu (the USA)
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Topotactic fluorination of perovskite-type strontium ruthenate thin films using polyvinylidene fluoride (2015)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kawahara, Akira Chikamatsu, Tsukasa Katayama, Tomoya Onozuka, Tomoteru Fukumura, Tetsuya Hasegawa
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu (the USA)
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Topotactic Reductive Synthesis of A-site Cation-Ordered Perovskite YBaCo2Ox (x = 4.5－5.5) Epitaxial Films (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Katayama, Akira Chikamatsu, Tomoteru Fukumura, and Tetsuya Hasegawa
  • 学会等名: 2015 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] Topotactic reactions of strontium cobalt oxide thin films with metal hydride (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Katayama, Akira Chikamatsu, H. Kamisaka, Tomoteru Fukumura, and Tetsuya Hasegawa
  • 学会等名: E-MRS 2015 Fall meeting
  • 発表場所: Warsaw (Poland)
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会
• [学会発表] 水素ドープSrFeO2における、ドープサイトと金属伝導性の関係についての第一原理計算 (2015)
  • 著者名/発表者名: 倉内 裕史、神坂 英幸、片山 司、近松 彰、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 秩序相SrRu0.5Cr0.5O3エピタキシャル薄膜の作製および電子状態評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田 佳補、近松 彰、重松 圭、簑原 誠人、組頭 広志、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 低温トポタクティック合成で作製したNdNi(O,F)3薄膜の構造と物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野塚 智也、近松 彰、片山 司、福村 知昭、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] トポタクティック合成法によるカチオン規則配列した蛍石構造Ba0.5Bi0.5F2.5薄膜の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河原 佳祐、近松 彰、片山 司、小野塚 智也、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] BiとSnを含む有機無機ペロブスカイト化合物の光学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寒竹 亮太、近松 彰、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Sr2MgMoO6－δ/KTaO3 (100)における金属的電気伝導 (2015)
  • 著者名/発表者名: 重松 圭、中尾 祥一郎、近松 彰、廣瀬 靖、長谷川 哲也
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13