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本研究では、絶縁体中の転位に沿って金属を拡散させ、導電性量子細線を自己形成させること、またその物性を調べることを目的とした。MgOバイクリスタルの粒界を利用し、熱処理で不純物元素を拡散させた。STEM像観察及びEELSによる原子分解組成マッピングを行った結果、粒界には格子ミスマッチに対応した構造ユニットが形成され、不純物のCaとTiが構造ユニット内に偏析していた。第一原理計算によると、粒界に形成されたTi局在層によって伝導チャンネルが形成され、半導体的挙動を示すことがわかった。このように転位と拡散現象を活用し、固体中に低次元量子構造を自己形成させ、特異な電子状態を創生させることに成功した。
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