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エピタキシャル薄膜による新奇量子スピン液体の実現と制御

研究課題

研究課題/領域番号 18J21922
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅱ(実験)
研究機関東京大学

研究代表者

根岸 真通  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードエピタキシー / 強相関電子系 / ディラック半金属 / 磁気転移
研究実績の概要

2019年度までは、主に相関ディラック線ノード半金属SrIrO3とCaIrO3について、ディラック線ノードへの電子相関効果を調査することを目的に研究を行った。電子相関の効果については、元素置換によって引き起こされる非磁性半金属‐磁性絶縁体転移をSrIrO3とCaIrO3で比較することによって、両者が電子相関効果の違いに起因して異なる機構の半金属‐絶縁体転移を示すことを明らかにした。一方、ディラックノードの特性を電気伝導によって測定するため、キャリア濃度の大きな高品質試料の実現に、バルク・薄膜両方で取り組んだものの、試料合成上の課題から達成できなかった。そこで、2020年度は、SrIrO3とCaIrO3以外の新しいペロブスカイト型イリジウム酸化物実現の可能性を模索し、広範な物質群で電子特性を比較することを目指した。新しいペロブスカイト型イリジウム酸化物を実現できれば、既存のSrIrO3、CaIrO3と比較することで、結晶構造や電子相関とディラック半金属状態の関係についてより深い知見が得られる。
具体的には、MgIrO3、ZnIrO3、CdIrO3などの候補物質について、文献調査や数値計算を利用し、実現可能性や最適な基板選択について評価したうえで、パルスレーザー堆積法によって実際に製膜を行った。しかし、当該年度に研究を行った範囲では、目的物質群でペロブスカイト型構造を実現することはできなかった。より探索物質を広げるとともに、異なる製膜方法やバルク試料合成を試行することが今後の課題である。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] マックスプランク固体研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] マックスプランク固体研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Contrasted Sn substitution effects on Dirac line node semimetals SrIrO3 and CaIrO32019

    • 著者名/発表者名
      M. Negishi, N. Hiraoka, D. Nishio-Hamane, H. Takagi
    • 雑誌名

      APL Materials

      巻: 7 号: 12 ページ: 121101-121101

    • DOI

      10.1063/1.5129235

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Contrasting effects on Sn doping in correlated Dirac node semimetals SrIrO3 and CaIrO32019

    • 著者名/発表者名
      M. Negishi, N. Hiraoka, D. Nishio-Hamane, H. Ohsumi, and H. Takagi
    • 学会等名
      第13回物性科学領域横断研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Contrasting effects on Sn doping in correlated Dirac node semimetals SrIrO3 and CaIrO32019

    • 著者名/発表者名
      M. Negishi, N. Hiraoka, D. Nishio-Hamane, H. Ohsumi, and H. Takagi
    • 学会等名
      Max Planck-UBC-UTokyo Centre for Quantum Materials 2019 Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase control of Dirac node electrons in perovskite-type (Sr, Ca)IrO3 thin films2019

    • 著者名/発表者名
      M. Negishi, N. Hiraoka, D. Nishio-Hamane, H. Ohsumi, and H. Takagi
    • 学会等名
      The 19th Japan-Korea-Taiwan Symposium on Strongly Correlated Electron Systems (JKT19)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 層状ハニカム型イリジウム酸化物のエピタキシャル薄膜合成2019

    • 著者名/発表者名
      根岸真通, 北川健太郎, 高木英典
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ステップ基板を用いたペロブスカイト型Sr(Ir1-x, Snx)O3薄膜の配向制御と電気輸送特性2018

    • 著者名/発表者名
      根岸真通, 平岡奈緒香, 高木英典
    • 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
  • [学会発表] Phase control of Dirac node electrons in perovskite-type (Sr, Ca)IrO3 thin films2018

    • 著者名/発表者名
      M. Negishi, N. Hiraoka, D. Nishio-Hamane, H. Ohsumi, and H. Takagi
    • 学会等名
      2018 Workshop of Max Planck-UBC-UTokyo Centre for Quantum Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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