2020 年度研究成果報告書

ディラック電子系アンチペロブスカイト酸化物薄膜の作製と電子状態評価

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04946
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関	国立研究開発法人産業技術総合研究所
研究代表者	簑原誠人国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (70728633)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	スズ酸化物 / PLD / 薄膜成長 / 電子状態評価
研究成果の概要	物質中で質量のない粒子として振る舞うディラック電子を有する物質群は、極めて高い移動度を持つことから、次世代エレクトロニクス材料としての応用が期待されている。本研究では、ディラック電子系材料の１つと期待されるアンチペロブスカイト型酸化物Ca3SnO薄膜の作製とその電子状態評価を行なったものである。成長時の基板温度と酸素分圧の精密制御によって、Ca3SnO単結晶薄膜を得ることに成功した。得られた試料の電子状態評価を行なったところ、Snの価数は通常取りうるSn4+やSn2+ではなく、Sn4-が主な構成要素であることを見出した。
自由記述の分野	酸化物エレクトロニクス
研究成果の学術的意義や社会的意義	これまでのアンチペロブスカイト酸化物薄膜の作製に関する報告では、基板上に構成材料を交互に蒸着・積層させ、熱処理合成する複雑な手法が採用され、実用化の観点から不利であった。本研究では、PLD法を用いたアンチペロブスカイト酸化物の直接転写による薄膜作製が可能であることを実証した。本成果は、同様の直接転写による成膜手法であるスパッタ法（大面積化が容易）でも作製可能であることを示唆する結果である。