酸化物超構造形成による非自明なスピン構造の創製と異常磁気伝導

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16076205
• 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: 東京大学
• 研究代表者: ファン Y ハロルド 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (30361611)
• 研究分担者: 川崎 雅司 東北大学, 原子分子材料高等研究機構, 教授 (90211862) ; 十倉 好紀 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30143382) ; 永長 直人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60164406)
• 連携研究者: 寺倉 清之 北陸先端科学技術大学院大学, 先端融合領域研究院, 教授 (40028212)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2008
• キーワード: 強相関電子系 / 磁気伝導 / 酸化物薄膜

研究概要

酸化物の示す多様な磁気構造の解明と、人工超構造形成を利用した電子スピンの物性開拓を行った。磁気構造では、螺旋磁性体の実空間での磁気秩序を初めての観察や、外部磁場による磁化と分極の同時制御に成功した。さらに、強磁性体に特徴的な異常ホール効果の包括的な理論を構築した。人工構造では、酸化物半導体最高の移動度と量子ホール効果の観測に初めて成功した。電界効果、光照射等を利用して絶縁体を超伝導・金属状態へ転移させることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Electric-field-induced superconductivity in an insulator (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, S. Nakamura, H. Shimotani, A. Ohtomo, N. Kimura, T. Nojima, H. Aoki, Y. Iwasa, & M. Kawasaki
  • 雑誌名: Nat. Mater. 7 ページ: 855-858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transparent polymer Schottky contact for a high performance visible-blind ultraviolet photodiode based on ZnO (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Nakano, T. Makino, A. Tsukazaki, K. Ueno, A. Ohtomo, T. Fukumura, H. Yuji, S. Akasaka, K. Tamura, K. Nakahara, T. Tanabe, A. Kamisawa, & M. Kawasaki
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 93 ページ: 123309-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Nernst effects in pyrochlore molybdates with spin chirality (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Hanasaki, K. Sano, Y. Onose, T. Ohtsuka, S. Iguchi, I. Kezsmarki, S. Miyasaka, S. Onoda, N. Nagaosa, & Y. Tokura
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 100 ページ: 1066010-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vanishing Hall Coefficient in the Extreme Quantum Limit in Photocarrier-Doped SrTiO_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kozuka, T. Susaki, & H. Y. Hwang
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 101 ページ: 096601-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically tuned dimensionality crossover in photocarrier-doped SrTiO_3 : Onset of weak localization (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kozuka, Y. Hikita, T. Susaki, & H. Y. Hwang
  • 雑誌名: Phys. Rev. B76 ページ: 085129-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polar Discontinuity Doping of the LaVO_3/SrTiO_3 Interface (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Hotta, T. Susaki, & H. Y. Hwang
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 99 ページ: 236805-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi level shift in La_<1-x>Sr_xMO_3 (M = Mn, Fe, Co, and Ni) probed by Schottky-like heteroepitaxial junctions with SrTi_<0.99>Nb_<0.01>O_3 (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Sawa, A. Yamamoto, H. Yamada, T. Fujii, M. Kawasaki, J. Matsuno, & Y. Tokura
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 90 ページ: 252102-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetism, orbital ordering and lattice distortion in perovskite transition-metal oxides (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Terakura
  • 雑誌名: Prog. Mater. Sci. 52 ページ: 388-400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum hall effect in polar oxide heterostructures (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Tsukazaki, A. Ohtomo, T. Kita, Y. Ohno, H. Ohno, & M. Kawasaki
  • 雑誌名: Science 315 ページ: 1388-1391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-space observation of helical spin order (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Uchida, Y. Onose, Y. Matsui, & Y. Tokura
  • 雑誌名: Science 311 ページ: 359-361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsic versus extrinsic anomalous hall effect in ferromagnets (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Onoda, N. Sugimoto, & N. Nagaosa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 97 ページ: 126602-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic reversal of the ferroelectric polarization in a multiferroic spinel oxide (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamasaki, S. Miyasaka, Y. Kaneko, T. Arima, & Y. Tokura
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 96 ページ: 207204-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetocapacitance and exponential magnetoresistance in manganite-titanate heterojunctions (2005)
  • 著者名/発表者名: N. Nakagawa, M. Asai, Y. Mukunoki, T. Susaki, & H. Y. Hwang
  • 雑誌名: App. Phys. Lett. 86 ページ: 082504-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfaces of correlated electron systems : Proposed mechanism for colossal electroresistance (2005)
  • 著者名/発表者名: T. Oka & N. Nagaosa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 95 ページ: 266403-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin current and magnetoelectric effect in noncollinear magnets (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Katsura, N. Nagaosa, & A. V. Balatsky
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 95 ページ: 057205-1-4
  • 査読あり
• [学会発表] Modulation Doping of Electrons and Holes and Oxide Interfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Hwang
  • 発表場所: Pittsburgh, PA, USA.
  • 年月日: 20090316-20
• [学会発表] Interfaces of Correlated Electron Oxides (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kawasaki
  • 学会等名: MRS 2008 Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA.
  • 年月日: 20080324-28
• [学会発表] Atomic Engineering Oxide Heterointerfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Hwang
  • 学会等名: Plenary Lecture, Dutch Condensed Matter Physics Meeting (Physics@FOM)
  • 発表場所: the Netherlands
  • 年月日: 20080122-23
• [学会発表] 瓢箪から駒の電子材料研究-あたらしい物質系の研究にはあたらしい研究手法を (2008)
  • 著者名/発表者名: 川崎雅司
  • 学会等名: 科学立国・日本実現フォーラム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-11-28
• [学会発表] Electricity-Magnetism Cross-Correlated Phenomena in Correlated-Electron Systems (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tokura
  • 学会等名: MPI-Korea Joint Symposium
  • 発表場所: Busan, South Korea
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] Topology and electron-electron interaction in low dimensional systems (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Nagaosa
  • 学会等名: Topological Aspects of Solid State Physics
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-07-27
• [学会発表] 強相関電子と交差相関物性科学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 十倉好紀
  • 学会等名: 茅コンファレンス-最終章-21世紀物性科学の展望
  • 発表場所: 東京, 秋葉原
  • 年月日: 2008-06-09
• [学会発表] Dielectric and ferroelectric properties of magnets : Role of spin current (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Nagaosa
  • 学会等名: Yukawa International Seminar 2007 (YKIS2007) Interaction and Nonstructural Effects in Low-Dimensional Systems
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20071121-23
• [学会発表] Some basic mechanisms in magnetic coupling and magnetoelectric coupling (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Terakura, H. Weng, T. Ozaki, F. Ishii, & N. Nagaosa
  • 学会等名: The 7th France-Japan Workshop on Nanomaterials
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 20071024-26
• [図書] 表面物性工学ハンドブック 第2版 (2006)
  • 著者名/発表者名: 川崎雅司
  • 総ページ数: 1064
  • 出版者: 丸善(株)
• [産業財産権] 多層膜構造体、及び素子構造 (2009)
  • 発明者名: 川崎雅司, 他6名
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許第4102880号
  • 取得年月日: 2009-01-16
• [産業財産権] ワイドキャップ導電性酸化物混晶及びそれを用いた光デバイス (2009)
  • 発明者名: 川崎雅司, 他3名
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許第4243689号
  • 取得年月日: 2009-01-16
• [産業財産権] 有機電極を用いた紫外光検出器 (2008)
  • 発明者名: 川崎雅司, 他7名
  • 権利者名: ローム(株)、東北大学
  • 産業財産権番号: 特願2008-269073
  • 出願年月日: 2008-10-17
• [産業財産権] 磁気抵抗効果素子および磁気抵抗デバイス (2007)
  • 発明者名: 川崎雅司, 他2名
  • 権利者名: 川崎雅司、富士通(株)
  • 産業財産権番号: 特願2007-245933
  • 出願年月日: 2007-09-21
• [産業財産権] 半導体素子およびその製造方法、並びに該半導体素子を備える電子デバイス (2007)
  • 発明者名: 川崎雅司, 他2名
  • 権利者名: シャープ(株)、東北大学
  • 産業財産権番号: 特願2007-101133
  • 出願年月日: 2007-04-06
• [産業財産権] トンネル磁気抵抗素子、不揮発メモリ、発光素子および3端子素子 (2006)
  • 発明者名: 川崎雅司, 他4名
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特願2006-129097
  • 出願年月日: 2006-05-08
• [産業財産権] 光ファイバー素子及びそれを用いた光の非相反性付与方法 (2006)
  • 発明者名: 十倉好紀, 他2名
  • 権利者名: 十倉好紀, 他2名
  • 産業財産権番号: 特願2007-518885
  • 出願年月日: 2006-05-09
• [産業財産権] 単結晶育成装置及びそれを用いた高圧単結晶製造方法 (2006)
  • 発明者名: 十倉好紀, 他3名
  • 権利者名: 十倉好紀, 他3名
  • 産業財産権番号: 特願2006-012546
  • 出願年月日: 2006-01-20
• [産業財産権] 光学装置 (2005)
  • 発明者名: 十倉好紀, 永長直人, 他4名
  • 権利者名: 十倉好紀, 永長直人, 他4名
  • 産業財産権番号: 特願2005-219891
  • 出願年月日: 2005-07-29
• [産業財産権] チタン酸バリウム単結晶の製造方法 (2005)
  • 発明者名: 十倉好紀, 他2名
  • 権利者名: 十倉好紀, 他2名
  • 産業財産権番号: 特願2005-165005
  • 出願年月日: 2005-06-06