パイロクロア型酸化物へのアニオンドープによる新規物性発現

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20J13190
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 丸山 敬裕 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2020-04-24 – 2022-03-31
• キーワード: 酸化物薄膜 / 酸窒化物薄膜 / パイロクロア酸化物 / アニオンドープ

研究実績の概要

本研究では、パイロクロア酸化物において、酸素量の調整や酸素位置への異種アニオンの導入を試み、新規物性の開拓を目的とした。本年度は、新規磁気秩序の発現を目指すため、Ho2Ti2O7薄膜をパルスレーザー堆積法によって作製した後、アニオン源と共に加熱することでアニオンドープを試みた。ヒドリド源としてはCaH2を、フッ素イオン源としてはポリフッ化ビニリデンを用いた。アニオン源と加熱したのち、結晶構造および化学組成の変化を観察したところ、どちらのアニオン源の場合も変化が見られなかった。これより、今回の実験条件では、Ho2Ti2O7薄膜にヒドリドおよびフッ素イオンのどちらもドープされないことが判明した。
一方、申請者は上記の研究と並行して、ペロブスカイト型酸窒化物薄膜を作製し、その新規物性開拓も行った。酸窒化物薄膜の作製には、窒素プラズマ支援パルスレーザー堆積法を用いた。レーザー周波数や入力電力を調整した結果、窒素量の異なるEuNbO3-xNx薄膜の作製に成功した。低温でそれらの磁気輸送特性を測定した結果、磁気抵抗効果を窒素量によって劇的に制御できることを見出した。また、SrWO2N薄膜の作製にも成功し、酸窒化物としては珍しく、電極応用可能なレベルにまで低い電気抵抗率を持つことを示した。本研究により、ペロブスカイト型酸窒化物薄膜が電子材料として有望であることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Investigation of the electronic states of A-site layer-ordered double perovskite YBaCo2Ox (x=5.5 and 6) thin films by x-ray spectroscopy (2021)
  • 著者名/発表者名: kira Chikamatsu, Tsukasa Katayama, Takahiro Maruyama, Miho Kitamura, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira, Hiroki Wadati, and Tetsuya Hasegawa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 118 ページ: 012401-012404
  • DOI: 10.1063/5.0031096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of fluorination on electronic states and electron transport properties of Sr2IrO4 thin films (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Maruyama, Akira Chikamatsu, Tsukasa Katayama, Kenta Kuramochi, Hiraku Ogino, Miho Kitamura, Koji Horiba, Hiroshi Kumigashira and Tetsuya Hasegawa
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 8 ページ: 8268-8274
  • DOI: 10.1039/D0TC01734E
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strain-induced creation and switching of anion vacancy layers in perovskite oxynitrides (2020)
  • 著者名/発表者名: T.Yamamoto,A. Chikamatsu,S. Kitagawa,N. Izumo,S. Yamashita,H. Takatsu,M. Ochi,T. Maruyama,M. Namba,W. Sun,T. Nakashima,F. Takeiri,K. Fujii,M. Yashima,Y. Sugisawa,M. Sano,Y. Hirose,D. Sekiba,C. M. Brown,T. Honda,K. Ikeda,T. Otomo,K. Kuroki,K. Ishida,T. Mori,K. Kimoto,T. Hasegawa,H. Kageyama
  • 雑誌名: Nature Communication 巻: 11 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/s41467-020-19217-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Ru3+を持つ新規層状酸フッ化物Ca2RuO2.5F2薄膜の作製 (2021)
  • 著者名/発表者名: 近松 彰 , 福間 翔太, 片山 司, 丸山 敬裕, 柳澤 圭 一, 木本 浩司, 北村 未歩, 堀場 弘司, 組頭 広志, 廣瀬 靖, 長谷川 哲也
  • 学会等名: 第68回応用物理学会春季学術講演会