軟Ｘ線分光による時間・空間分解した遷移金属酸化物薄膜の磁性

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本研究の目的は、放射光Ｘ線による遷移金属酸化物薄膜の研究、特にその空間と時間を分解した測定の実現である。空間分解測定では薄膜の界面の電子状態の観測、時間分解測定では薄膜の表面界面の電子の軌道やスピン状態のレーザーによる制御を行う。そして、ナノメートルとフェムト秒のスケールで新しい物性を見つけることを目指す。今年度具体的に得られた結果は下記のものである。ペロブスカイト酸化物をBeyond CMOS材料の一つとして利用するために、SrRhO3薄膜/SrTiO3基板の特性に注目した。ペロブスカイト型のSrRhO3は、電子相関がほどほどに強い金属としてふるまう。このSrRhO3薄膜を硬X線光電子法で研究した。フェルミレベルで非常に小さい状態密度が見られた。これは、報告されている電気伝導性の挙動と一致している。電子状態計算によると、薄膜はバルクより強い相関効果を示すが、相関効果は小さな状態密度を説明するほど十分ではないという新たな問題も明らかになった。また、小さな状態密度が約100Kでの反強磁性転移では変化しないことも未解明である。この結果は、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形の観測につながるものである。これまで研究した(La1-xSrx)VO3/Si界面、SrIrO3/LaMnO3接合と同様にSrRhO3薄膜/SrTiO3基板では、電圧印加によって入るキャリア数や格子変形が大きいと期待できる。特に電圧パルスを用いることで、電圧印加による金属化と格子変形のダイナミクスを時間分解で観測する展望が開けた。