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2005 年度 実績報告書

単結晶薄膜化により物性を制御した強相関系遷移金属酸化物の電子構造の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16204024
研究機関東京大学

研究代表者

藤森 淳  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (10209108)

研究分担者 尾嶋 正治  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30280928)
溝川 貴司  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教授 (90251397)
岡根 哲夫  日本原子力研究所, 放射光科学研究センター, 副主任研究員 (10391278)
寺井 恒太  日本原子力研究所, 放射光科学研究センター, 博士研究員 (00373241)
キーワード遷移金属酸化物 / 超薄膜 / パルス堆積法 / 光電子分光 / 磁気円二色性 / 強相関 / ナノ構造 / 強磁性
研究概要

レーザーMBEによって作製したNd_<1-x>Sr_xMnO_3,Pr_<1-x>Ca_xMnO_3薄膜試料の軟X線光電子分光を行い,ホールドーピングによる電子構造の系統的な変化を観測した.同じ物質のバルク試料と比較し,スペクトル形状および化学ポテンシャルシフトの振る舞いが異なることを見出した.この差を基板からの圧力の影響と考え,解析を進めている.
基板圧力の電子状態に及ぼす影響をさらに系統的に調べるために,La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3(LSMO)について,SrTiO_3(+0.9%),(LaAlO_3)_<0.3>-(SrAl_<0.5>Ta_<0.5>O_3)_<0.7>(〜0%),LaAlO_3(-2.0%)等の格子定数のそれぞれ異なる基板を用いた試料を作製し(括弧内はと基板とのミスマッチ),in-situ光電子分光を行った.エピタキシャル応力により誘起された金属-絶縁体転移前後における電子状態の変化を明確に観測し,電子状態における軌道秩序の影響を議論した.
また,エンド組成では強磁性を示さないが混合すると強磁性を示すCaMn_<1-x>Ru_xO_3の薄膜試料をレーザーMBEを用いて作製し,光電子分光および磁気円二色性実験により磁性発現機構を調べた.その結果,RuとMnのスピン磁気モーメントが互いに反並行に並んでいることを明らかにし,RuとMnの軌道混成が強磁性発現に重要であることを見出した.今後これらの結果を同様の物質系に適用し,新規強磁性材料の開発および探索に用いて行く.
レーザーMBEによって作製したルチル型Ti_<1-x>Co_xO_2薄膜の光電子分光測定を行い,ドープされたCoは2+で高スピンの電子配置をとること,Coスピンとの交換相互作用による伝導帯の交換分裂の大きさがCoドープによるケミカルポテンシャルシフトと矛盾しないことの2点を示した.光照射下の光電子分光測定により,薄膜表面での光起電力効果も見出した.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (13件)

  • [雑誌論文] Signature of Carrier-Induced Ferromagnetism in Ti1-xCoxO2-d : Exchange Interaction between High-Spin Co2+ and the Ti 3d Conduction Band2006

    • 著者名/発表者名
      J.W.Quilty
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 96

      ページ: 027202-1-027202-4

  • [雑誌論文] Manifestation of Correlation Effects in the Photoemission Spectra of Ca_<1-x>Sr_xRuO_3,2005

    • 著者名/発表者名
      M.Takizawa
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

      ページ: 06404-1-06404-4

  • [雑誌論文] Valence Changes Associated with the Metal-Insulator Transition in Bi_<1-x>La_xNiO_32005

    • 著者名/発表者名
      H.Wadati
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

      ページ: 155103-1-155103-5

  • [雑誌論文] In situ photoemission study on atomically-controlled La1-xSrxMnO3 thin films2005

    • 著者名/発表者名
      K.Horiba
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 71

      ページ: 155420-1-155420-8

  • [雑誌論文] In situ Photoemission Study of La_<1-x>Sr_xFeO_3 Epitaxial Thin Films2005

    • 著者名/発表者名
      H.Wadati
    • 雑誌名

      J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom 144-147

      ページ: 877-880

  • [雑誌論文] Spectral Evidence for Inherent "Dead Layer" Formation at La_<1-y>Sr_yFeO_3/La_<1-x>Sr_xMnO_3 Heterointerface2005

    • 著者名/発表者名
      R.Hashimoto
    • 雑誌名

      J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom 144-147

      ページ: 479-481

  • [雑誌論文] In-situ Angle-Resolved Photoemission Study on La_<1-x>Sr_xMnO_3 Thin Films Grown by Laser MBE2005

    • 著者名/発表者名
      A.Chikamatsu
    • 雑誌名

      J.Electron Spectrosc.Relat.Phenom 144-147

      ページ: 511-514

  • [雑誌論文] Hard x-ray photoemission study of Mn 2p core-levels of La1-xSrxMnO3 thin films2005

    • 著者名/発表者名
      K.Horiba
    • 雑誌名

      J.Electron Spectr.Rel.Phenom 144-147

      ページ: 557-559

  • [雑誌論文] Sr surface segregation and water cleaning for atomically-controlled SrTiO3 (001) substrates studied by photoemission spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      D.Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Electron Spectr.Rel.Phenom 144-147

      ページ: 443-446

  • [雑誌論文] Novel metallic ferromagnet Sr2CoO42005

    • 著者名/発表者名
      J.Matsuno
    • 雑誌名

      Thin solid films 486

      ページ: 113-116

  • [雑誌論文] Thickness Dependent Electronic Structure for Ultrathin SrRuO3 Films Studied by in-situ Photoemission Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      D.Toyota
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 87

      ページ: 162508-1-162508-3

  • [雑誌論文] Ferromagnetism stabilization of ultrathin SrRuO3 films ; thickness-dependent physical properties

    • 著者名/発表者名
      D.Toyota
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys (印刷中)

  • [雑誌論文] In-situ Resonant Photoemission Characterization of La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3 Layers Buried in Insulating Perovskite Oxides

    • 著者名/発表者名
      H.Kumigashira
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. (印刷中)

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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