| 研究課題/領域番号 |
21H01038
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
上野 和紀 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (10396509)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | 新物質合成 / 超伝導 / スピン軌道相互作用 / イオン液体 / 薄膜 / 電気化学界面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電解液と固体の電気化学界面には 100 MV/cm を超える非常に高い電場がかかるため、静電的キャリアドーピングによる物性制御や電気化学反応を応用した新物質合成の場として使われてきた。本研究は電気化学界面の強い電場を用いて超伝導やトポロジカル絶縁体などの特異な物性をもつ新物質を開発しようとするものである。本研究では極薄膜や強電場下での物性を第一原理計算により予測するとともに、分子動力学計算により固液界面でのイオンの振る舞いをしらべ、固体と電解液のそれぞれを計算機によりデザインする。その上で、実際に数原子層の極薄膜や強電界を実験的に作りだし、そこでだけ現れる新物質を開発したい。
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| 研究成果の概要 |
原子数層の厚みを持つ極薄膜や、表面界面に現れる新しい物性・物質開発を目的に、薄膜の開発や電解液・固体界面を用いたデバイス開発を行った。その結果、(1) バルクでは存在しない新しい層状物質CoTe2, NiTe2 を薄膜として開発した。(2)ゲルマナン薄膜について低温で非常に高い移動度を持つ二次元ホールガスを開発した。(3) 電気化学エッチングの手法を用いて遷移金属酸化物の代表的な金属である SrVO3 の原子スケールの膜厚制御を実現した。また、SrNbO3,SrTaO3極薄膜において金属絶縁体転移を初めて観測し、ラシュバ型スピン軌道相互作用が、酸化物としては非常に大きいことを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
新物質・新材料を開発しようとするとき、一般には室温・大気中で熱力学的に安定な（バルク多結晶として作ることができる）相が研究対象とされる。本研究は熱力学的に不安定で本質的に室温・大気中では存在できない物質を計算科学の力をかりて薄膜としての安定性をしらべ、実際に薄膜として合成した。系統的にこのような物質開発を進めることで、今後、半導体デバイス、スピントロニクスデバイス、超伝導物質などさまざまな応用分野のある新物質が実現できると期待される。
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