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Enhancement of carrier mobility and development of superconducting properties in heavy pnictogen square net insulators

重氮方网绝缘体载流子迁移率的增强和超导性能的发展

基本信息

批准号：
21K14532
负责人：
河底秀幸
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

项目摘要

今年度は、多層膜固相エピタキシー法を用い、異なる単結晶基板上に、La2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成を試みた。単結晶基板としてはMgO (格子ミスマッチ: -3.6%)、SrF2 (-0.73%)、MgAl2O4 (0.63%)、GdScO3 (2.6%)、DyScO3 (3.1%)、NdGaO3 (5.5%)、LaAlO3 (6.4%)を用いた。結果としては、MgO(001)基板のみで単相かつ高結晶性のLa2O2Sb(001)エピタキシャル薄膜が得られたが、それ以外の基板では、La2O3やLaOFなどの不純物相の形成により、La2O2Sb(001)エピタキシャル薄膜を単相で得ることはできなかった。これらの結果から、多層膜固相エピタキシー法では、良好な格子ミスマッチだけではなく、前駆体多層膜との反応し難さという観点での基板の選定が重要であることがわかった。さらに、上記のLa2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成条件の最適化の過程で、1000℃近くの高温条件において、MgAl2O4(001)基板上に岩塩構造のLaSb(001)エピタキシャル薄膜の合成を見出した。高温条件に由来して高い結晶性が実現し、LaSb(001)エピタキシャル薄膜における室温の電気抵抗率は、単結晶バルク試料と同程度となった。LaSbなどの希土類モノニクタイドの薄膜合成では、ニクトゲンの蒸発のしやすさから、分子線エピタキシー法などによる直接成膜では、400℃程度が上限であり、蒸気圧の高い元素を含む物質の薄膜合成における多層膜固相エピタキシー法の有用性を示すことができた。また、La2O2SbなどのRE2O2Pn (RE = 希土類元素; Pn = Sb, Bi)に関するこれまでの研究成果などをまとめたレビュー論文をiScience誌に出版した。

Our は, multilayer solid phase エピタキシー method をい, different なる単 crystal substrate に, La2O2Sb エピタキシャル film の synthetic を try みた. 単 crystal substrate としては MgO style (grid ミスマッチ : - 3.6%), SrF2 (0.73%), MgAl2O4 (0.63%), GdScO3 (2.6%), DyScO3 (3.1%), NdGaO3 (5.5%), LaAlO3 を (6.4%) with いた. Results としては, MgO style (001) substrate のみで単 phase かつ high crystalline の La2O2Sb (001) エピタキシャル film が must られたが, それ outside の substrate では, La2O3 や LaOF などの impurity phase の form により, La2O2Sb (001) エピタキシャル film をで単 phase to ること Youdaoplaceholder0 でななったった. これらの results から, multilayer solid phase エピタキシー method では, good な grid ミスマッチだけではなく, former 駆 multilayer membrane との anti 応し difficult さという観 point での substrate のが selected important であることがわかった. さらに, written の La2O2Sb エピタキシャル film の process of optimal synthetic conditions のので, 1000 ℃ almost くの conditions of high temperature において, MgAl2O4 (001) substrate に rock salt tectonic の LaSb (001) エピタキシャル film の synthetic を shows した. High temperature conditions に origin してい crystalline が be し, LaSb (001) エピタキシャル film におけはの electric 気る room temperature resistance rate, crystallization 単バルク sample と with degree となった. LaSb などの greek-turkish class モノニクタイドの membrane synthesis では, ニクトゲンの steamed 発のしやすさから, molecular line エピタキシー method などによる directly film-forming では, degree of 400 ℃ maximum がであり, steamed 気圧の high い element をむ material の membrane synthesis における multilayer solid エピタキシー method の usefulness を shown すことが Youdaoplaceholder0 たた. また, La2O2Sb などの RE2O2Pn (RE = greek-turkish class element; Pn = Sb, Bi) に masato するこれまでの research などをまとめたレビュー paper を iScience tzu に publishing した.