权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Exploration of new functionalities in 4f-5d electron system via invention of rare earth monoxides

通过稀土一氧化物的发明探索4f-5d电子系统的新功能

基本信息

批准号：
21H05008
负责人：
福村知昭
金额：
$ 126.46万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

希土類単酸化物の薄膜合成は着々と進んだ。約40年前に多結晶が合成されたのみであるPrOのエピタキシャル薄膜を初めて合成し、キュリー温度が28 Kの弱強磁性を示す近藤格子系金属であることを論文発表した。くわえて、これまで気相のみ存在が知られていたHoOの初固相でもあるエピタキシャル薄膜を合成し、HoOが強磁性半導体で比較的高いキュリー温度（約140 K）をもつことを論文発表した。これは他のHoカルコゲナイドやニクトゲンより100 K以上も高いキュリー温度であり、その高いキュリー温度直下でそれらの化合物と似たメタ磁性の挙動が見られた。つまり、メタ磁性発現の温度もきわめて高い。また、一般に強磁性半導体にキャリアドープを行うとキュリー温度は増大するが、HoOでは逆に減少することがわかった。CeO、TbO、DyO、ErOについても薄膜合成の見込みが立っており、それらの基本的な性質を解明する予定である。副次的な結果として、同様の手法でPrの準安定相薄膜を合成できることがわかったため、物性を調べる予定である。また、NbドープSrTiO3単結晶をアニール処理することで、酸素拡散を防ぐことのできるSrO終端面を形成することができ、その上に直接、平坦な表面をもつEuOエピタキシャル薄膜を合成することが可能になった。他の希土類単酸化物も同様に合成できる可能性がある。希土類単酸化物と金属のヘテロエピタキシャル構造については、Pt/EuOは作製可能であるが、より高いキュリー温度をもつGdOを用いたPt/GdOは、GdOの化学的不安定性から良質な構造の作製ができていない。GdO薄膜の最適化が必要であるが、それにはバッファー層の利用が効果的であることがわかった。一方、各層が岩塩構造である、NdO/EuOやPrO/LaOのヘテロエピタキシャル構造の作製に成功した。前者ではEuOからの大きな磁気近接効果を、後者では強磁性と超伝導の競合を調べることが可能となった。

The synthesis of rare earth acids and thin films About 40 years ago, the synthesis of polycrystalline PrO thin films was initiated at a temperature of 28 K and the weak ferromagnetism of Kondo lattice metals was demonstrated. The existence of The temperature of the compound is higher than 100 K, and the temperature of the compound is higher than 100 K.つまり、メタ磁性発现の温度もきわめて高い。General ferromagnetic semiconductor CeO, TbO, DyO and ErO are the key elements in the synthesis of CeO, TbO and DyO films. The secondary results are similar to those of the quasi-stable phase films synthesized by the same method, and the properties are adjusted to be predetermined. SrTiO3 single crystal is processed, and the SrO terminal surface is formed directly and flat on the surface. The EuO thin film is synthesized. He hopes that the same kind of acid can be synthesized. Rare earth acids, metals, structures, Pt/EuO, chemical instability, Pt/GdO, good structure, and high temperature. The optimization of GdO thin films is necessary. The formation of the NdO/EuO and PrO/LaO structures was successful. The former is a magnetic proximity effect, while the latter is a ferromagnetic coupling effect.

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

高温強磁性半導体GdOエピタキシャル薄膜の結晶性と物性の改善

高温铁磁半导体GdO外延薄膜结晶度和物理性能的改善

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jun Okabayashi;Yoshio Miura;Kazuya Z. Suzuki;Shigemi Mizukami;深沢崇人，岡大地，神永健一，齋藤大地，清水宙一，福村知昭
通讯作者：
深沢崇人，岡大地，神永健一，齋藤大地，清水宙一，福村知昭

武漢理工大学(中国)

武汉理工大学（中国）