単結晶薄膜で実現する準安定酸化チタンの光誘起相転移現象の解明と相変化メモリ創生

• 研究課題/領域番号: 25K01663
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
• 研究機関: 東京科学大学
• 研究代表者: 吉松 公平 東京科学大学, 物質理工学院, 准教授 (30711030)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2028年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2027年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2026年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2025年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
• キーワード: 相変化メモリ / 光誘起相転移 / 酸化チタン / 準安定構造 / 薄膜

研究開始時の研究の概要

本研究では、光照射により金属相（λ相）から絶縁相（β相）へと可逆的に相転移するTi3O5の光誘起相転移現象の全容解明を目的とする。格子整合基板やバッファ層、酸化状態の異なる原料ターゲットを用い、(100)面直配向のλ-Ti3O5薄膜を合成する。紫外から赤外領域の吸収スペクトルや電気伝導度測定により、光電子物性の異方性を評価する。光電子分光測定によりTi 3d状態密度を観測し、理論計算と比較することで電子状態を明らかにする。さらに、Nd:YAGレーザ照射による相転移の発現条件を探索し、相転移に伴う光・電子物性や電子状態の変化を定量的に観測することで、デバイス応用に向けた物質の基礎的理解を深める。