| 研究課題/領域番号 |
21H01629
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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26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
大澤 健男 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, 主幹研究員 (00450289)
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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 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
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| キーワード | 酸水素化物 / エピタキシャル薄膜 / 電子物性 / 光電子分光 / 質量分析 / 薄膜 / エピタキシャル成長 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
酸化物イオンと水素化物イオンが共存する酸水素化物材料について、触媒作用やヒドリドイオンの高いイオン伝導性の研究が活発化している。荷電状態や構造歪みにより柔軟に変化する物性応答が期待されるが、電子伝導や誘電特性の報告は少ない。本研究では、エピタキシー技術を基盤とし、重水素を用いた遷移金属酸水素化物薄膜の合成へと発展させ、水素濃度や格子歪みを精密に制御して新奇な電子伝導・誘電機能を発現させること、および自発分極や相転移を利用したセンサ素子の実証を行う研究である。
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| 研究成果の概要 |
ナノスケール厚の酸水素化物エピタキシャル薄膜を基軸とし、バルク体では避けることのできない粒界散乱のない単結晶薄膜を用いて、本質的な電気伝導性を明らかにすることを目的とした。
プラズマ支援分子線エピタキシー法を用いてエピタキシャル成長したアナターゼ型二酸化チタン薄膜の酸水素化に取り組んだ。水素プラズマ照射によって、薄膜表面から水素導入に成功した。その結果、電子濃度を制御することができ、絶縁体－金属転移を誘起することに成功した。これらの電子濃度は、質量分析にて定量した水素濃度と同程度であり、カチオン不純物を必要とせず、酸水素化による透明電気伝導性の発現と制御が可能となった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
バルク体では作製が困難であった前周期遷移金属酸化物の酸水素化を、ナノスケール厚のエピタキシャル薄膜で成功した。従来のようなカチオン不純物を必要とせず、薄膜の水素化だけによる透明伝導性の発現と制御を見出した。
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