| 研究課題/領域番号 |
22K18972
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分29:応用物理物性およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
田中 秀和 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80294130)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 遷移金属酸化物 / 2次元層状物質 / 六方晶窒化ホウ素 / 金属-絶縁体相転移 / 酸化バナジウム / 薄膜結晶成長 / パルスレーザ蒸着法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
遷移金属酸化物は金属-絶縁体相転移、強磁性、超伝導性など多彩な物性を示し、種々の新奇デバイス応用が期待されている。その表面に非常に弱いファンデルワールス結合のみ存在する2次元層状物質は、結晶構造・格子定数の違いによらず薄膜結晶成長が可能となる【ユニバーサル基板】となりうることを実証し、フレキシブルデバイス応用の可能性を示す。具体的には、六方晶窒化ホウ素上へのパルスレーザ蒸着法による遷移金属薄膜結晶の成長と物性評価、透過型電子顕微鏡による断面界面格子像の観察、第一原理計算による界面電子状態のシミュレーション、フレキシブルデバイス材料としてのデモンストレーションを行う。
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| 研究成果の概要 |
遷移金属属酸化物（VO2、Fe3O4、NdNiO3）薄膜を、2次元層状物質の１つである、六方晶窒化ホウ素（Hexagonal Born Nitride: hBN) 上へ結晶成長させることに成功し、それらが良好な金属属-絶縁体相転移を示すことを見出いだした。これにより、その表面に非常に弱いファンデルワールス結合のみ存在する2 次元層状物質は、結晶構造・格子定数の違いによらず様々な物質の薄膜結晶成長が可能となる【ユニバーサル基板】となりうることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、hBNフレーク上で3種類の異なる酸化物材料の薄膜成長とスイッチング特性評価からhBNのユニバーサル基板としての検討を行い、さらに転写によるフレキシブル素子展開の可能性を示した。遷移金属酸化物は金属-絶縁体相転移、強磁性、強誘電性、超伝導性など多彩な物性を示し、種々のデバイス応用が期待されている。2 次元層状物質の表面は、非常に束縛が弱く、異種物質の結晶構造・格子定数の違いによらず良質な結晶成長が可能となる新規合成場となり、異種物質の一層の高機能物性を引き出せると期待され、また２次元層状物質の特性より、その複合材料も新規なフレキシブルエレクトロニクス材料としての展開が期待される。
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