研究課題
本研究では、レーザー分子線エピタキシー法により原子レベルで構造を制御した「強相関酸化物量子井戸構造」を作製し、その電子状態を光電子分光法により直接決定することで、新規な低次元電子状態をデザインすることにある。そのため、本年度は、立ち上げが終了し、現在稼働状態にある薄膜用5軸低温マニュピレーターを用いて、「酸化物量子井戸」で発現する新規な2次元電子状態にターゲットを絞って研究を行い、下記の成果を得た。1.SrVO_3超薄膜における次元性誘起金属絶縁体転移バンド幅制御による金属・絶縁体転移(MIT)の起源を調べるための新たな手法として、酸化物量子井戸構造による次元性制御MITというアプローチを開発した。具体的には、伝導性酸化物であるSrVO_3(SVO)超薄膜をSrTiO_3(STO)基板上に作製し、その膜厚を原子レベルで制御してその場光電子分光を行った。その結果、元素置換(Sr_<1-x>,Ca_xVO_3)ではMITが報告されていないペロブスカイトV酸化物において膜厚依存のMITを観測し、その実験結果を理論計算と比較することにより、観測されたMITが次元性の低下(3次元から2次元)に由来したMITであることを明らかにした。2.SrTiO_3/La_<1-x>Sr_xMnO_3(LSMO)/SrTiO_3サンドイッチ構造におけるLSMO膜厚保依性LSMO層の膜厚を制御したSTO/LSMO/STOというサンドイッチ構造を作製し、その電子状の膜厚依存性を硬X線光電子分光法により決定した。また、得られた結果を磁化測定結果と比較し、LSMO/STO界面において4ML程度の非磁性絶縁体LSMO層が形成されることをを明らかにした。3.劈開性を持たないペロブスカイト酸化物の角度分解光電子分光劈開性を持たないことから未だフェルミ面決定されていないLSMO,SrVO_3,SrRuO_3について、放射光を用いた高分解能角度分解光電子分光をおこない、3次元のフェルミ面を決定した。
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