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軟X線分光による時間・空間分解した遷移金属酸化物薄膜の磁性

研究課題

研究課題/領域番号 17F17327
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 物性Ⅰ(実験)
研究機関兵庫県立大学 (2019)
東京大学 (2017-2018)

研究代表者

和達 大樹  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (00579972)

研究分担者 ZHANG YUJUN  兵庫県立大学, 物質理学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-11-10 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2019年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード空間時間分解 / シンクロトロンX線 / ペロブスカイト酸化物 / 薄膜 / X線磁気円二色性 / シンクロトロン / 電圧印加 / 酸化物 / ペロブスカイト / 抵抗変化 / Beyond CMOS
研究実績の概要

本研究の目的は、放射光X線による遷移金属酸化物薄膜の研究、特にその空間と時間を分解した測定の実現である。空間分解測定では薄膜の界面の電子状態の観測、時間分解測定では薄膜の表面界面の電子の軌道やスピン状態のレーザーによる制御を行う。そして、ナノメートルとフェムト秒のスケールで新しい物性を見つけることを目指す。
今年度具体的に得られた結果は下記のものである。ペロブスカイト酸化物をBeyond CMOS材料の一つとして利用するために、SrRhO3薄膜/SrTiO3基板の特性に注目した。ペロブスカイト型のSrRhO3は、電子相関がほどほどに強い金属としてふるまう。このSrRhO3薄膜を硬X線光電子法で研究した。フェルミレベルで非常に小さい状態密度が見られた。これは、報告されている電気伝導性の挙動と一致している。電子状態計算によると、薄膜はバルクより強い相関効果を示すが、相関効果は小さな状態密度を説明するほど十分ではないという新たな問題も明らかになった。また、小さな状態密度が約100Kでの反強磁性転移では変化しないことも未解明である。
この結果は、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形の観測につながるものである。これまで研究した(La1-xSrx)VO3/Si界面、SrIrO3/LaMnO3接合と同様にSrRhO3薄膜/SrTiO3基板では、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形が大きいと期待できる。特に電圧パルスを用いることで、電圧印加による金属化と格子変形のダイナミクスを時間分解で観測する展望が開けた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Photoemission and dynamical mean field theory study of electronic correlations in a t2g5 metal SrRhO3 thin film2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yujun、Kim Minjae、Mravlje Jernej、Sohn Changhee、Choi Yongseong、Strempfer Joerg、Hotta Yasushi、Yasui Akira、Nichols John、Lee Ho Nyung、Wadati Hiroki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.085134

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] GdBaCo2O5.5薄膜で観測された光誘起強磁性2020

    • 著者名/発表者名
      和達大樹
    • 学会等名
      第33回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] GdBaCo2O5.5薄膜で観測された光誘起強磁性-反強磁性転移2020

    • 著者名/発表者名
      和達大樹
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Ferroelectric Photovoltaic Effect in BiFeO3/(La,Sr)MnO3 Heterostructures by Time-resolved X-ray Magnetic Circular Dichroism2019

    • 著者名/発表者名
      Yujun Zhang
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] GdBaCo2O5.5 薄膜で観測された光誘起強磁性-反強磁性転移2019

    • 著者名/発表者名
      和達大樹
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Systematic Electronic Structure Investigation of La1-xSrxVO3 Thin Films by Resonant Hard X-ray Photoemission Spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yujun Zhang
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Ir magnetism in LaMnO3/SrIrO3 superlattices by hard X-ray magnetic circular dichroism2019

    • 著者名/発表者名
      Yujun Zhang
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Ferroelectric Photovoltaic Effect in BiFeO3/(La,Sr)MnO3 Heterostructures by Time-resolved X-ray Magnetic Circular Dichroism2019

    • 著者名/発表者名
      Yujun Zhang
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Ir magnetism in LaMnO3/SrIrO3 superlattices by hard x-ray magnetic circular dichroism2019

    • 著者名/発表者名
      Yujun Zhang
    • 学会等名
      Topological Phases and Functionality of Correlated Electron Systems 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Ir magnetism in LaMnO3/SrIrO3 superlattices by hard X-ray magnetic circular dichroism2018

    • 著者名/発表者名
      Yujun Zhang
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-11-13   更新日: 2024-03-26  

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