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多彩な電子特性を示す機能性酸化物が次世代エレクトロニクスの担い手として嘱望されている。本研究では、代表者が薄膜成長を確立したLiNbO3型ZnSnO3およびMgSnO3を舞台に、構造由来の自発分極と電子有効質量の小さいSn 5s伝導帯の協奏による革新的メモリデバイスの創出を目指す。並行して、LiNbO3型酸化物や類縁構造であるイルメナイト型酸化物およびコランダム酸化物とのヘテロ構造形成に向けて、その構成要素となる酸化物物質の開発と物性評価にも取り組む。プロジェクト最終年度の本年度は、以下に示す研究成果を得た。
１．新奇デバイス機能の実現に向けた金属酸化物の薄膜化
様々な真空成膜プロセスを活用することで、バルクでは安定に存在することの難しい物質が安定化できることを示してきた。パルスレーザー堆積法、分子線エピタキシー法およびスパッタリング法を用いて作製した機能性酸化物薄膜に関する成果をまとめ、日本表面真空学会で招待講演を行った。
２．光学特性評価による電子状態の考察
LiNbO3型酸化物や類縁構造であるイルメナイト型酸化物およびコランダム酸化物の多くは絶縁性を示すことから、光学測定により光学バンドギャップを見積もることは物性理解を進める上で極めて重要である。これまで既設の紫外可視分光光度計を用いて透過測定により光学バンドギャップを見積もってきた。反射測定装置を増設することで、光学バンドギャップに加え、吸光度のより正確な見積を可能にした。これを用いて、絶縁性酸化物の光学特性評価を行い、絶縁性を担う電子状態の理解に役立てた。
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