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2021 年度 研究成果報告書

ルチル型d1電子系における金属絶縁体転移の発現とその制御

研究課題

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研究課題/領域番号 19H02620
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分30010:結晶工学関連
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

渋谷 圭介  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 (00564949)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード金属絶縁体転移 / ルチル型遷移金属酸化物 / 二酸化バナジウム / 二酸化ニオブ
研究成果の概要

ルチル型二酸化ニオブのエピタキシャル薄膜を作製し、その電子・光物性を精査した。作製した二酸化ニオブ薄膜は、単結晶と同等の1080Kで相転移を示した。偏光ラマン散乱分光により、二酸化ニオブの低温相において、ニオブイオンの二量体の振動に対応する3つのフォノンモードが存在することを見出した。また、分光エリプソメトリーの結果から、二酸化ニオブのバンド構造が、二酸化バナジウムのそれに類似していることを明らかにした。ルチル型d1電子系である両物質は、その低温相において、類似した結晶構造・フォノンモード・バンド構造を有する。

自由記述の分野

機能性酸化物

研究成果の学術的意義や社会的意義

二酸化バナジウムは室温付近340Kで金属絶縁体転移を示すため、メモリ・センサ・スイッチなどの電子・光デバイスへの応用が期待されている材料である。二酸化ニオブは、二酸化バナジウムよりも高温の1080Kで相転移を示すため、デバイス動作の安定化に資するものと期待されている。本研究で明らかとなった二酸化バナジウムと二酸化ニオブの特性の理解は、強相関電子系における相転移温度制御手法と物質設計技術の発展に貢献するものと考える。

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公開日: 2023-01-30  

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