2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of anion-doped oxide epitaxy
| Project/Area Number |
15H05424
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
近松 彰 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40528048)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 複合アニオン / エピタキシャル薄膜 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
酸素欠損やエピタキシャル応力を制御できる薄膜作製技術と、酸化物中に水素やフッ素等のアニオンを簡便に挿入できるトポタクティック合成法を組み合わせることで、「アニオンドープ酸化物エピタキシー法」を確立した。この方法を用いて種々のペロブスカイト型酸化物薄膜に対して水素ドープ、フッ素ドープを施し、新しい複合アニオン酸化物の合成に成功した。
水素ドープに関して、前駆体SrFeO2.5薄膜を水素化カルシウムで強還元して酸素を引き抜いた無限層構造SrFeO2に水素化物イオンをドープすることにより、絶縁体を金属化することに成功した。また、前駆体SrCoO2.5薄膜に対して同様の強還元法により、コバルト―ヒドリド結合が二次元平面状に拡がった初めてのペロブスカイト構造SrCoOxHy薄膜の合成にも成功し、薄膜固有の基板からのエピタキシャル歪みが不安定なヒドリド酸化物相形成に有効であることを見出した。SrVO3薄膜にも同様の手法を施し、FeやCoの場合とは異なり、水素化物イオンが面直方向に一次元的に整列したSrVO2Hエピタキシャル薄膜が合成された。さらに、NdNiO3薄膜と水素化カルシウムとの反応では、無限層構造NdNiO2の生成だけでなく、新たに蛍石構造酸水素化物NdNiOxHyへの変化を見出した。
一方、前駆体SrFeO2.5薄膜にフッ素樹脂のポリフッ化ビニリデンを適用させ、フッ素ドープにも成功した。ここで、薄膜におけるフッ素ドープはバルク体より十分低温で可能であるという結果を見出し、多くの物質に適用させた。例えば、酸化数の小さなCo2+を含むペロブスカイト構造SrCoO1.9F0.5薄膜、フッ素置換で室温の電気抵抗が100万倍も変化するNdNiO3-xFx薄膜、酸素脱離とフッ素挿入が同時に起こり超伝導体から絶縁体に変化するSr2RuO3F2薄膜など興味深い新物質が得られた。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(5 results)
