室温強磁性半導体を目指した酸化ユーロピウムの基礎研究

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22340107
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 木村 真一 分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 准教授 (10252800)
• 研究分担者: 宮崎 秀俊 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10548960)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 強磁性半導体 / 酸化ユーロピウム / 電子構造 / シンクロトロン放射 / 光電子分光 / 逆光電子分光 / 赤外分光

研究概要

酸化ユーロピウムEuOは，強磁性転移温度（TC）が約70Kの強磁性半導体である。この物質に，Euを過剰にしたりEuをランタンLaやガドリニウムGdで置換することによって，TCが最大200K程度まで上昇することが我々を含めたいくつかのグループで調べられている。しかしながら，その起源は未だに解明されていないため，世界中で研究が進められているところである。我々は，その起源を，
① 電子ドープによるd-f間接相互作用の増加，② 格子定数の減少による超交換相互作用の増加，③ 局所ひずみによる磁気ポーラロン
のどれかが主に効いているものと考え，それらの効果を分離してTCに対する効果を調べ，室温での強磁性半導体の実現を目指している。
これまでのEuO超薄膜試料（TC～40K）の作成の成功とその電子構造の膜厚依存性の観測（22年度），及びカリウムを共蒸着することによる電子ドープとTCの電子ドープ量依存性と電子構造変化の観測（23年度）に引き続き，今年度は局所ひずみと電子ドープを一緒に行う系としてGdをドープした超薄膜の作成を試みた。その結果，多結晶超薄膜の作成には成功したが，単結晶を得るまでには至らなかった。しかしながら，厚膜のGdドープEuOの作成には成功しているという他のグループからの報告はあるため，引き続き，超薄膜の作成を行ない，局所ひずみの影響について調べていく方針である。
一方で，電子非専有状態の情報を引き出すために開発を進めてきた逆光電子分光装置は，さらなる高効率検出化を行うために，発光する真空紫外光を集めるための楕円面鏡の開発を行い，逆光電子分光装置に組み込んだ。また，高分解能化するために，真空紫外分光器と一次元アレー検出器を組み合わせた分光システムを設置し，テストを開始した。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Infrared and Terahertz Spectroscopy of Strongly Correlated Electron Systems under Extreme Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura, H. Okamura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 ページ: 021004 (28 pages)
  • DOI: DOI: 10.7566/JPSJ.82.021004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Far-infrared optical conductivity of CeCu2Si2 (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Sichelschmidt
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 25 ページ: 065602（4pages）
  • DOI: doi:10.1088/0953-8984/25/6/065602
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-speed Y-Ba-Cu-O direct detection system for monitoring picosecond THz pulses (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Thoma
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology 巻: 3 ページ: 81-86
  • DOI: doi:10.1109/TTHZ.2012.2234209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Saturation of the laser-induced narrowband coherent synchrotron radiation process: Experimental observation at a storage r (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hosaka
  • 雑誌名: Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams 巻: 16 ページ: 020701（8pages）
  • DOI: doi:10.1103/PhysRevSTAB.16.020701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic optical conductivity of the putative Kondo insulator CeRu4Sn6 (2013)
  • 著者名/発表者名: V. Guritanu
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 87 ページ: 115129（5pages）
  • DOI: doi:10.1103/PhysRevB.87.115129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Riemannian geometric effects on electronic states (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Onoe
  • 雑誌名: Europhysics Letters 巻: 98 ページ: 027001（5pages）
  • DOI: doi:10.1209/0295-5075/98/27001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Scanning Near-Field Sub-THz-Wave Microscopy with Coherent Transition Radiation (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Takahashi
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 359 ページ: 012016（6pages）
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/359/1/012016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of a dedicated beamline for THz coherent synchrotron radiation at UVSOR-III (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 359 ページ: 012009（5pages）
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/359/1/012009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of a pseudogap for superconducting iron-pnictide Ba0.6+dK0.4-dFe2As2 single crystals from optical conductivity measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. S. Kwon
  • 雑誌名: New Journal of Physics 巻: 14 ページ: 063009（11pages）
  • DOI: doi:10.1088/1367-2630/14/6/063009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Momentum-dependent hybridization gap and dispersive in-gap state of the Kondo semiconductor SmB6 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Miyazaki
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 ページ: 075105（4pages）
  • DOI: doi:10.1103/PhysRevB.86.075105
  • 査読あり
• [雑誌論文] The orbital characters of low-energy electronic structure in iron-chalcogenide superconductor KxFe2-ySe2 (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Chen
  • 雑誌名: Chinese Science Bulletin 巻: 57 ページ: 3829-3835
  • DOI: doi:10.1007/s11434-012-5405-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic and electronic structure of ultrathin Bi(111) films grown on Bi2Te3(111) substrates: Evidence for a strain-induced topological phase transition (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 109 ページ: 227401（5pages）
  • DOI: doi:10.1103/PhysRevLett.109.227401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Study of Archetypical Valence-Fluctuating Eu-Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: V. Guritanu
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 109 ページ: 247207（5pages）
  • DOI: doi:10.1103/PhysRevLett.109.247207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic gap formation in CeM2Al10 (M = Ru, Os) (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 391 ページ: 012030（4pages）
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/391/1/012030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of single crystalline EuO thin films with SrO buffer layer on SrTiO3 substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: H Miyazaki
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 391 ページ: 012047（4pages）
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/391/1/012047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization-dependent three-dimensional angle-resolved photoemission study on LiFeAs (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hajiri
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 391 ページ: 012125（4pages）
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/391/1/012125
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁性と「重い電子」は共存するか？低温・高圧下テラヘルツ分光による量子臨界点での電子状態の観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村真一
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 47 ページ: 365-373
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁性と「重い電子」は共存するか？低温高圧下テラヘルツ分光によるインジウム化セリウムの電子構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村真一
  • 雑誌名: O plus E 巻: 34 ページ: 562-566
  • 査読あり
• [学会発表] グラファイトからの2次電子放出機構の再検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中慎一郎
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島県東広島市広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] 硬X線光電子分光によるYbTGe(T=Cu, Ag, Ir, Pt)の電子状態研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松波雅治
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島県東広島市広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] BaFe2-xCoxAs2の3次元電子構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽尻哲也
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島県東広島市広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] 偏光依存光学伝導度によるCe(Ru1-xRhx)2Al10 (x = 0, 0.03, 0.05)の電子構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村真一
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島県東広島市広島大学
  • 年月日: 20130326-20130329
• [学会発表] Generation and Applications of THz Coherent Synchrotron Radiation (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Synchrotron Light and Material Sciences
  • 発表場所: 佐賀県鳥栖市サンメッセ鳥栖
  • 年月日: 20130313-20130314
  • 招待講演
• [学会発表] Sm1-xYxSの角度分解光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子正樹
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] 角度分解光電子分光による電子・フォノン散乱の直接観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中慎一郎
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] 擬１次元有機導体(TMTSF)2X (X = PF6，AsF6)の低励起エネルギー角度分解光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平手聡
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] 放射光光電子分光を用いたハーフホイスラー型ZrNiSnにおける欠陥構造の特定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮崎秀俊
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] 偏光依存3D-ARPESを用いたLi1+xFeAsのフェルミエネルギー近傍電子構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 羽尻哲也
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] YbTGe (T = Cu， Ag， Ir， Pt) の硬X線光電子分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松波雅治
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] 3次元角度分解光電子分光によるホイスラー型熱電材料Fe2V1+xAl1-xの電子状態の直接観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西澤一晃
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] 放射光とアレー検出器を用いた赤外顕微分光イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村真一
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] 超精密切削加工によるMgF2非球面レンズの製作 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤聖彦
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] 角度分解光電子分光によるRPtSb (R=Yb，Lu)の電子状態の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 志村祐亮
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • 年月日: 20130112-20130114
• [学会発表] Polarization-dependent three-dimensional ARPES study on Li1+xFeAs (x = 0, 0.2) (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Hajiri
  • 学会等名: 2013 EMN Workshop on Iron-based Superconductors
  • 発表場所: アメリカ合衆国・ヒューストン
  • 年月日: 20130107-20130110
  • 招待講演
• [学会発表] UVSORにおける真空紫外角度分解光電子分光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村真一
  • 学会等名: 極限コヒーレント光科学研究センター発足記念ワークショップ「レーザー・放射光融合研究領域の開拓」
  • 発表場所: 千葉県柏市東京大学物性研究所
  • 年月日: 20121129-20121130
  • 招待講演
• [学会発表] 先端放射光を用いた物質科学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村真一
  • 学会等名: 分子研研究会「新たな光源開発によって拓かれる物質科学」
  • 発表場所: 愛知県岡崎市岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 20121011-20121012
  • 招待講演
• [学会発表] 擬1次元有機導体(TMTSF)2AsF6の低励起エネルギー角度分解光電子分光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平手聡
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-20120921
• [学会発表] 角度分解光電子分光によるYbPtSbの電子状態の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 志村祐亮
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-20120921
• [学会発表] 光電子分光によるグラファイトの電子フォノン散乱過程の直接観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中慎一郎
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-20120921
• [学会発表] CeRu2Al10の電子構造のRh置換効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村真一
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-20120921
• [学会発表] SrOバッファー層を用いたEuO単結晶超薄膜の作製と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 樅山晴也
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-20120921
• [学会発表] Li1+δFeAsの偏光依存型3次元角度分解光電子分光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 羽尻哲也
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-20120921
• [学会発表] カルシウムフェライト型化合物NaCr2O4の光学応答II (2012)
  • 著者名/発表者名: 入澤明典
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-20120921
• [学会発表] THz光を用いた分光研究とcERLへの期待 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村真一
  • 学会等名: 第2回 コンパクトERLサイエンスワークショップ
  • 発表場所: 茨城県つくば市高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 20120730-20120731
  • 招待講演
• [学会発表] Low-energy 3D-ARPES study on Li1+xFeAs (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hajiri
  • 学会等名: Materials and Mechanisms of Superconductivity
  • 発表場所: アメリカ合衆国・ワシントン
  • 年月日: 20120729-20120803
• [学会発表] Existence of Heavy Fermions in the Antiferromagnetic Phase in CeIn3 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura
  • 学会等名: Low Energy Electrodynamics in Solids 2012
  • 発表場所: アメリカ合衆国・ナパ
  • 年月日: 20120722-20120727
  • 招待講演
• [学会発表] Dispersive Kondo resonance and hybridized bands in Yb-based compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Matsunami
  • 学会等名: Low Energy Electrodynamics in Solids 2012
  • 発表場所: アメリカ合衆国・ナパ
  • 年月日: 20120720-20120727
• [学会発表] Three-Dimensional Electronic structure of Li1+xFeAs (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hajiri
  • 学会等名: Low Energy Electrodynamics in Solids 2012
  • 発表場所: アメリカ合衆国・ナパ
  • 年月日: 20120720-20120727
• [学会発表] Generation and Applications of THz Coherent Synchrotron Radiation (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura
  • 学会等名: 11th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation
  • 発表場所: フランス・リヨン
  • 年月日: 20120709-20120713
  • 招待講演
• [学会発表] Thickness-Dependent Exchange Splitting of EuO Ultrathin Films (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Miyazaki
  • 学会等名: International Conference on Magnetism
  • 発表場所: 韓国・プサン
  • 年月日: 20120708-20120713
  • 招待講演
• [学会発表] Coexistence of Antiferromagnetic Order and Hybridization Gap in Ce-based Kondo Semiconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: D. T. Adroja
  • 学会等名: International Conference on Magnetism
  • 発表場所: 韓国・プサン
  • 年月日: 20120708-20120713
  • 招待講演
• [学会発表] Direct observation of c-f hybridized bands in Yb-based compounds: An APRES study (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Matsunami
  • 学会等名: The Fourth International Workshop on the Dual Nature of f-electrons
  • 発表場所: 兵庫県姫路市西はりま地場産業センター
  • 年月日: 20120704-20120706
  • 招待講演
• [学会発表] Thickness-Dependent Electronic Structure of EuO Ultrathin Films (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Miyazaki
  • 学会等名: The Fourth International Workshop on the Dual Nature of f-electrons
  • 発表場所: 兵庫県姫路市西はりま地場産業センター
  • 年月日: 20120704-20120706
• [学会発表] 放射光光電子分光を用いた希土類酸化物薄膜の電子状態解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮崎秀俊
  • 学会等名: UVSOR 研究会「UVSOR-IIIにおける低エネルギー光電子分光の新展開」
  • 発表場所: 愛知県岡崎市分子科学研究所
  • 年月日: 20120621-20120622
  • 招待講演
• [図書] 高温超伝導現象と用途開発最前線 「インジウム化セリウムの磁性・非磁性境界の電子構造」 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村真一
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [備考] 木村グループ
  • URL: http://www.uvsor.ims.ac.jp/staff/skimura/indexj.htm