研究課題
本研究では、酸化物ヘテロ構造における界面電荷移動現象と界面強磁性の関係を明らかにし、界面強磁性発現の起源を解明することを目的として研究を行った。この目的を達成するために、酸化物単結晶基板上にペロブスカイト型遷移金属酸化物のヘテロ構造を作製し、放射光光電子分光・X線吸収分光によって電荷移動の評価を、X線磁気円二色性の測定により、元素選択的な磁化状態の評価を行った。レーザー分子線エピタキシー法を用いて、膜厚を分子層レベルで制御しながら各層の膜厚が異なる複数の積層構造を作製し、膜厚変化に伴うスペクトル形状の系統的な変化を解析した。昨年度ターゲットとしたLaNiO3とLaMnO3のヘテロ界面では、電荷移動とその空間分布が界面強磁性発現の鍵であることを明らかにし、その結果をまとめて国内外の学会で発表し、論文化を進めた。さらに別の界面としてLaFeO3とLaMnO3のヘテロ界面に着目し、同様に放射光分光を駆使して電荷移動と界面強磁性の評価を行った。その結果、LaFeO3とLaMnO3のヘテロ界面では、LaNiO3とLaMnO3のヘテロ界面と異なり電荷移動が起こらず、界面の磁化も誘起されないことが分かった。以上の結果から、電荷移動とその空間分布による遷移金属イオンの価数変化が引き起こす層内及び層間の磁気的な交換相互作用のバランスによって、特異な界面磁性が発現していると結論付けた。さらに、LaNiO3とLaMnO3、LaFeO3とLaMnO3の結果を比較検討することで、界面における電荷移動の有無が、酸素の2p非結合準位を基準とした遷移金属の3d準位の位置関係でよく記述できることを明らかにした。得られた成果をまとめて学会で発表した。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)
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