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強相関酸化物ヘテロ界面における新奇な界面電子状態の物理的機構に関する研究

公募研究

研究領域機能元素のナノ材料科学
研究課題/領域番号 22015012
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

澤 彰仁  独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究グループ長 (10357171)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2011年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2010年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード超格子 / 表面・界面物性 / セラミックス / 強相関電子系
研究概要

本年度は、強相関ヘテロ界面および強相関酸化物薄膜の界面電子状態の研究において以下のような成果が得られた。
(1)強相関ヘテロ界面
強相関ヘテロ界面で発現する特異な電子状態の発現機構の解明を目指して、典型的なモット絶縁体であるLaMnO3とSrMnO3からなる強相関酸化物超格子を対象として、放射光X線測定やSTEM-EELSによるミクロな構造および電子状態を継続して行った。特定領域内での連携研究によるSTEM-EELSにより、強相関酸化物LaMnO3とSrMnO3の超格子界面の電子物性は、界面の原子レベルでの平坦性と、格子ミスマッチに起因する歪に大きく依存することが明らかになり、放射光軟X線共鳴散乱の結果と合わせ原子レベルで平坦な強相関ヘテロ界面では従来報告されているような界面の電荷移動はほとんど起こらないことが明らかになった。
(2)強相関酸化物薄膜
わずかな元素置換が強相関酸化物薄膜の電子物性に与える効果を明にすることを目的に、CeをドープしたCaMnO3薄膜を対象に、元素置換量に対する電子相図を詳細に調べた。その結果、CaMnO3薄膜の電子相図は、基板からのエピタキシャル歪に対して大きく変化することが分かり、圧縮歪を受けた薄膜は、歪のない薄膜に比べて、半分以下のCeドープ量で絶縁体から金属に相転移することを見出した。反対に、引っぱり歪を受けた薄膜は、Ceをドープしても金属に転移しないことも分かった。
これらの結果から、強相関酸化物薄膜とそのヘテロ界面の電子物性制御や、新たな機能発現には、元素置換等によるキャリア量の制御に加え、歪の制御が重要であると言う知見が得られた。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Suppression of Precipitates in the La2-xSrxCuO4 Films Grown on LaSrA104 Substrates by Introducing Homoepitaxial Layer2011

    • 著者名/発表者名
      Li Bing-Sheng, Akihito Sawa, Hiroshi Okamoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50 号: 9R ページ: 093101-093101

    • DOI

      10.1143/jjap.50.093101

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain-Mediated Phase Control and Electrolyte-Gating of Electron-Doped Manganites2011

    • 著者名/発表者名
      P.H.Xiang, S.Asanuma, H.Yamada, I.H. Inoue, H.Sato, H.Akoh, A.Sawa, K.Ueno, H.T.Yuan, H.Shimotani, M.Kawasaki, Y.Iwasa
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 23 号: 48 ページ: 5822-5827

    • DOI

      10.1002/adma.201102968

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room temperature Mott metal-insulator transition and its systematic control in Sm_<1-x>Ca_xNiO_3 thin films2010

    • 著者名/発表者名
      Xiang Ping-Hua
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 97

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] モットトランジスタ2012

    • 著者名/発表者名
      澤彰仁
    • 学会等名
      65回日本半導体技術ロードマップ(STRJ)ワーキングWG12会合
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electron-doped Perovskite Manganite Films2011

    • 著者名/発表者名
      山田浩之、向平華、澤彰仁
    • 学会等名
      International School of Oxide Electronics 2011
    • 発表場所
      Cargese (Corsica, France)
    • 年月日
      2011-10-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Insulator-to-Metal Transition in Manganite by Electric Double Layer Gating2011

    • 著者名/発表者名
      向平華、浅沼周太郎、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穂博司、澤彰仁、上野和紀、Yuan Hongtao、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
    • 学会等名
      18th International Workshop on Oxide Electronics
    • 発表場所
      Marriot Napa Valley (Napa Valley, USA)
    • 年月日
      2011-09-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Strain-Mediated Phase Control in Electron-Doped Manganites2011

    • 著者名/発表者名
      向平華、山田浩之、赤穂博司、澤彰仁
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形県)
    • 年月日
      2011-09-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 巨大磁気抵抗効果を示す人工超格子(LaMnO_3)_2(SrMnO_3)_2の構造物性研究2011

    • 著者名/発表者名
      中尾裕則、山田浩之、岩佐和晃、山崎裕一、村上洋一、澤彰仁
    • 学会等名
      日本物理学会 第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟県)
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic structure of LaMnO_3-SrMnO_3 superlattice showing large magn etoresistance2010

    • 著者名/発表者名
      山田浩之、中尾裕則、岩佐和晃、澤彰仁、村上洋一
    • 学会等名
      物構研シンポジウム'10
    • 発表場所
      エポカルつくば(茨城県)
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 磁場中X線散乱による巨大磁気抵抗効果を示す人工超格子(LaMnO_3)_2(SrMnO_3)_2の研究2010

    • 著者名/発表者名
      中尾裕則、山田浩之、山崎裕一、村上洋一、澤彰仁
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府)
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Room Temperature Mott Metal-Insulator Transition and Its Systematic Control in Sm_<1-x>Ca_xNiO_3 Thin Films2010

    • 著者名/発表者名
      Xiang Ping-Hua、浅沼周太郎、山田浩之、井上公、赤穗博司、澤彰仁
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県)
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイトSr/CaMnO_3薄膜の作製と物性評価2010

    • 著者名/発表者名
      山田浩之、向平華、中尾裕則、岩佐和晃、村上洋一、澤彰仁
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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