Metal oxyhidride epitaxy and creation of fascinating electronic/dielectric properties

金属氧氢化物外延和创造令人着迷的电子/介电特性

• 批准号: 21H01629
• 负责人: 大澤 健男
• 金额: $ 10.73万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01629/
• 关键词: 酸水素化物; エピタキシャル薄膜; 薄膜; エピタキシャル成長; 電子物性

複数のアニオンを含む複合アニオン化合物が示す新奇物性（電子伝導、超伝導、圧電性、強誘電性、触媒作用など）に注目が集まっている。本研究課題では、ナノスケール厚の酸水素化物エピタキシャル薄膜を基軸とし、バルク体では避けることのできない粒界散乱のない単結晶薄膜を用いて、本質的な電気伝導性を明らかにする。具体的には、前周期元素を中心とする遷移金属酸水素化物の新奇な高移動度電子と誘電分極が協奏するユニークな電子素子開発へ波及させることを目的とする。昨年度においてアナターゼ型TiO2薄膜の水素化に取り組み、水素からの電子ドーピングによって、電子濃度が18乗から21乗(cm-3) で自在に制御し、それに基づいて絶縁体－金属転移を誘起することに成功した。本年度は、水素濃度との相関を明らかにすること、ならびにATiO3(A: アルカリ土類金属)の3元系に展開した。水素分析は軽元素分析に有利な昇温脱離分析で行った。導電性サンプルから水素が検出され、電子濃度が増加すると水素ピークが顕著に大きくなった。その濃度を算出すると20乗(cm-3)となり、電子濃度をほぼ一致した。この結果から、キャリアは水素由来であることがわかった。二次イオン質量分析も行っており、解析を進めている。次に、3元系への適用を狙い、BaTiO3-xHxおよび(Ba,Sr)TiO3-xHxの作製に着手した。基板温度やBa, Srの蒸着源の温度を最適化した。BaTiO3-xHxについては、基板選択によって、格子歪みと格子緩和したBaTiO3薄膜を得た。これらの試料に対して水素化を行うと、格子緩和した薄膜で低抵抗化した。(Ba,Sr)TiO3-xHxについては、BaとSrのフラックス比を系統的に変化させることによって、格子定数が線形変化し混晶化を確認した。これらの試料に対して、電子輸送および誘電特性の評価を進めている。

The complex compounds show novel physical properties (electron conductivity, superconductivity, piezoelectricity, strong inductivity, catalytic action), which attract attention. This research topic is to clarify the electrical conductivity of thin films of acid hydrates with high thickness and high dielectric properties. The new high mobility electron induced polarization of the specific periodic element center and pre-periodic element center In the past year, the hydration of TiO2 thin films has been successfully controlled by the combination of water and electron concentration, and the electron concentration of 18 ~ 21 μ g (cm-3). This year, the correlation between water and elemental concentrations was developed in the ternary system of ATiO3 (A: Al-earth metals). Water element analysis and elemental analysis are beneficial to temperature separation analysis. The conductivity of water element is increased, the electron concentration is increased, and the water element is increased. The electron concentration is calculated as 20 μ m (cm-3). The result of this is that the water element has a different origin. Secondary quality analysis is conducted in the following ways: In the second place, the application of ternary system, BaTiO3-xHx (Ba,Sr) TiO3-xHx The substrate temperature and Ba, Sr evaporation source temperature are optimized. BaTiO3-xHx thin films, substrate selection, lattice distortion, lattice relaxation, BaTiO3 thin films The sample is hydrated and the lattice is relaxed. (Ba Sr) TiO3-xHx, Ba, Sr, Ba, Sr, Sr, The evaluation of electron transport and inductive properties of the sample was carried out.

项目成果

Investigating Temperature Dependence of Resistive Switching and Photoemission Spectroscopy in Pt/Nb:SrTiO3 Heterojunctions

研究 Pt/Nb:SrTiO3 异质结中电阻开关和光电发射光谱的温度依赖性

• 发表时间: 2021
• 作者: Takeo Ohsawa;Taisei Murakami;Shigenori Ueda;Takamasa Ishigaki;Naoki Ohashi
• 通讯作者: Naoki Ohashi

単結晶(Al,Sc)N薄膜の合成と強誘電体特性評価

单晶(Al,Sc)N薄膜的合成及铁电性能评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 長谷川 浩太;清水 荘雄;大澤 健男;坂口 勲;大橋 直樹
• 通讯作者: 大橋 直樹

Atomic-scale growth, imaging, spectroscopy, and electronic transport properties of metal-oxide films and interfaces

金属氧化物薄膜和界面的原子级生长、成像、光谱学和电子传输特性

• DOI: 10.1116/6.0001469
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Vacuum Science & Technology A
• 作者: 村岡祐治;竹田一匡;脇田高徳;横谷尚睦;Ohsawa Takeo
• 通讯作者: Ohsawa Takeo

. Local electronic structure of dilute hydrogen in gallium oxide

。

• 发表时间: 2022
• 作者: Masatoshi HIRAISHI;Hirotaka OKABE;Akihiro KODA;Ryosuke KADONO;OHSAWA;Takeo;OHASHI;Naoki;Keisuke IDE;Toshio KAMIYA;HOSONO;Hideo
• 通讯作者: Hideo

Local electronic structure of dilute hydrogen in β-Ga2O3 probed by muons

μ子探测β-Ga2O3中稀氢的局域电子结构

• DOI: 10.1103/physrevb.107.l041201
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Hiraishi M.;Okabe H.;Koda A.;Kadono R.;Ohsawa T.;Ohashi N.;Ide K.;Kamiya T.;Hosono H.
• 通讯作者: Hosono H.