新しい電気磁気デバイスのための強相関ナノ界面磁性相の構築と制御

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21750198
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 山田 浩之 独立行政法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 研究員 (00415762)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 強相関エレクトロニクス / 人工超格子 / ヘテロ界面 / 電気磁気デバイス / ナノ材料 / 巨大磁気抵抗 / 酸化物エレクトロニクス / 電界効果

研究概要

本研究課題では強相関電子系酸化物を対象に、物質間の界面における電気・磁気機能を探究した。特にLaMnO_3とSrMnO_3を交互に積層して構築した人工超格子では、従来にない高品質化に成功した結果、バルクの(La,Sr)MnO_3では見られない巨大磁気抵抗効果を発見し、その起源が、物質間の界面における絶縁体・金属状態の競合にあることを見出した。これらは、通常半導体を超越した強相関電子系特有の機能であり、界面制御が必須な新原理デバイス開発にむけ重要な知見である。

研究成果

• [雑誌論文] Ultrafast control of magnetization by photocarrier injection in La_<0.9>Sr_<0.1>MnO_3/SrTiO_3 heterostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Yada, M.Matsubara, H.Yamada, 他3名
  • 雑誌名: Phys.Rev. B83 ページ: 165408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning of the metal-insulator transition in electrolyte-gated NdNiO_3 thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Asanuma, P.-H.Xiang, H.Yamada, 他9名
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 97 ページ: 142110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room temperature Mott metal-insulator transition and its systematic control in Sm_<1-x>Ca_xNiO_3 thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: P.-H.Xiang, S.Asanuma, H.Yamada, 他3名
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 97 ページ: 032114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colossal magnetoresistance accompanied with magnetorelaxor behavior in phase -separated Ca_<1-x>Ce_xMnO_3 thin films and CaMnO_3/Ca_0.92Ce_0.08MnO_3 superlattices (2010)
  • 著者名/発表者名: P.-H.Xiang, H.Yamada, A.Sawa
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 107 ページ: 063717
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase evolution and critical behavior in strain-tuned LaMnO_3-SrMnO_3 superlattices (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamada, P.-H.Xiang, A.Sawa
  • 雑誌名: Phys.Rev. B81 ページ: 014410
  • 査読あり
• [学会発表] 巨大磁気抵抗効果を示す人工超格子(LaMnO_3)_2(SrMnO_3)_2 の構造物性研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中尾裕則、山田浩之, 他4名
  • 学会等名: 日本物理学会 第66回年次大会(震災により中止)
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Electric Field Effect of Electrolyte-gated CaMnO_3 thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: P.-H.Xiang, S.Asanuma, H.Yamada, 他7名
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会(震災により中止)
  • 発表場所: 神奈川工大
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Structure of LaMnO_3-SrMnO_3 superlattice showing large magnetoresistance (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田浩之, 他4名
  • 学会等名: 物構研シンポジウム'10
  • 発表場所: エポカルつくば(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] Phase Evolution and Critical Behavior of LaMnO_3-SrMnO_3 Superlattices (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamada, P.-H.Xiang, A.Sawa
  • 学会等名: 16^<th> International Workshop on Oxide Electronics
  • 発表場所: Taragona (Spain)
  • 年月日: 2010-10-05
• [学会発表] 磁場中X線散乱による巨大磁気抵抗効果を示す人工超格子(LaMnO_3)_2(SrMnO_3)_2の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中尾裕則、山田浩之, 他3名
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府大(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] ペロブスカイトSr/CaMnO_3薄膜の作製と物性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田浩之, 他5名
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎市)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] LaMnO_3-SrMnO_3超格子における金属-絶縁体転移 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田浩之、向平華、澤彰仁
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山市)
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] Fabrication, characterization and properties of strain-tuned LaMnO_3-SrMnO_3 superlattices (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yamada(invited)
  • 学会等名: The 2010 Villa Conference on Complex Oxide Heterostructures (VCCOH-2010)
  • 発表場所: Santorini Is., Greece
  • 年月日: 2010-06-14
• [学会発表] LaMnO_3-SrMnO_3 超格子のintrinsicな物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田浩之、向平華、澤彰仁
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] Competing Ground States in Mott-Insulator Superlattices (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Yamada(invited)
  • 学会等名: RIKEN-EPCM Workshop
  • 発表場所: RIKEN(和光市)
  • 年月日: 2009-12-04
• [産業財産権] ペロブスカイト型の複合酸化物をチャンネル層とする電界効果トランジスタ及びその製造方法とこれを利用したメモリ素子 (2010)
  • 発明者名: 山田浩之, 他6名
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許,特願2010-264199
  • 出願年月日: 2010-11-26