強相関電子系物質ナノ結晶の金属絶縁体転移の基本特性の解明と応用可能性の探索

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05501
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 石渡 洋一 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (00373267)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ナノ結晶 / 金属絶縁体転移 / 強相関電子系物質 / 溶液合成 / 光電子分光

研究成果の概要

強相関電子系物質は、電子間相互作用と電子格子の相互作用の働きにより、温度、圧力、不純物量の変化に対して多彩な秩序相が現れるが、そのサイズに対する影響は明らかになっていない。本研究では、サイズが20 nm程度の酸化バナジウムV2O3ナノ結晶において、バルクの結果とは対照的に、Tiの高ドーピングによって絶縁体相が出現することを示した。結晶サイズの低下が、電子間相互作用の増大と、巨大な構造歪みを導いたことが、相変化の原因と考えている。

自由記述の分野

物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、酸化バナジウムナノ結晶を用いて、強相関電子系物質における結晶サイズの低下が、その相の安定性を決める重要なファクターである電子間相互作用と結晶構造パラメータに大きな影響を与えることを示した。これによって強相関電子系物質の相制御に結晶サイズが有用となる可能性を示すことができた。さらには、強相関電子系物質を用いた極微デバイスの開発に向けて、そのナノメートルサイズでの相図を示したことに意義があると考えている。