酸化物超伝導体薄膜の原子層成長

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05224106
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 川合 真紀 理化学研究所, 表面化学研究室, 主任研究員 (70177640)
• 研究分担者: 関根 理香 理化学研究所, 表面化学研究室, 基礎科学特別研究員 (50211321) ; 花田 貴 理化学研究所, フロンティア研究システム, 研究員 (80211481) ; 吉信 淳 理化学研究所, 表面化学研究室, 研究員 (50202403)
• キーワード: 酸化物高温超伝導体 / 分子線エピタキシー / 人工格子

研究概要

平成5年度の研究では、酸化物超伝導体の母結晶である無限層化合物SrCuO_2の原子層単位での形成を実現すると同時に、SrCuO_2中に周期的に二重Sr層の導入を行い、人工的に超構造を構築し、その伝導物性を検討した。
一原子層単位での物質合成には基板となる結晶表面を目的とする物質合成に適した状態にする必要がある。前年度までに、基板となるチタン酸ストロンチウム単結晶の表面構造を明かにしており、その情報を手がかりに、無限層化合物の原子層単位での形成を実現した。また、一原子層単位での成長制御法により、二重Sr層を含む無限層(SrCuO_2)薄膜を形成した。無限層m層毎にSr二重層を含む構造をn回繰り返し積層した薄膜を((SrCuO_2)_mSr)_nと表すと、m≧8の範囲では超構造が形成できた。形成された薄膜の抵抗の温度変化を測定したところ、超構造を有する薄膜では、80Kおよび110K付近に抵抗異常が観測された。この異常な振舞いは、測定電流に依存し、測定電流20muA(10A/cm^2)以上では観測されなかった。抵抗異常は単純な無限層構造では観測されず、二重Sr層を含む超構造でのみ観測されたことから、二重Sr層を含む無限層構造に特有な振舞いであると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] M.Kawai,Z.Liu,R.Sekine,H.Koinuma: "Transport properhes of SrCuO_2 thir films 〓〓〓〓〓 ortificially modulateol structure" Jpm.J.Appl.Phys.32. L1208-L1210 (1993)
• [文献書誌] T.Hikita,T.Hanada,M.Kudo,M.Kawai: "Sarfae structure of SrTiO_3(001)〓〓〓〓〓 varions surface treatment" J.Vac.Sci.Technol.A. 11. 2649-2654 (1993)
• [文献書誌] 〓紫園,花田貴,川合真紀,工藤正博,鯉波秀臣: "MBE法によるSrCuO_2薄膜の原子層成長" 表面科学. 14. 283-287 (1993)
• [文献書誌] 川合真紀: "原子層単位で制御された酸化物超伝導体薄膜の形成" 真空. 36. 87-92 (1993)
• [文献書誌] M.Kawai,T.Hanada: "Low temperature MBE growth of cuprate superconducting thir films" RIKEN Review. 2. 31-32 (1993)